أسئلة: الأكسجين والكبريت ومركباتهما

الإجابة الصحيحة: أكسيد المنجنيز (IV)

يُحضر الأكسجين معملياً من تحلل فوق أكسيد الهيدروجين بوجود أكسيد المنجنيز (IV) كعامل حفاز لإنتاج الماء والأكسجين.

الإجابة الصحيحة: الأوزون عامل مؤكسد أقوى من الأكسجين

الأوزون صورة تآصلية للأكسجين ولكنه يتميز بأنه غاز أزرق باهت ذو رائحة نفاذة، ويُعد عاملًا مؤكسدًا أقوى بكثير من غاز الأكسجين.

الإجابة الصحيحة: كبريتيد الهيدروجين $H_2S$

يتفاعل كبريتيد الحديد (II) مع الأحماض المخففة مثل الكبريتيك أو الهيدروكلوريك لينتج ملح الحديد وغاز كبريتيد الهيدروجين الذي يعمل كعامل مختزل قوي.

الإجابة الصحيحة: أكسيد الفاناديوم (V)

في الخطوة الثانية من صناعة حمض الكبريتيك بطريقة التلامس، يُؤكسد $SO_2$ بوجود $V_2O_5$ عند درجة حرارة مناسبة لتكوين $SO_3$.

الإجابة الصحيحة: حمض غير متطاير

نظرًا لأن حمض الكبريتيك المركز حمض غير متطاير، فإنه يستطيع طرد الأحماض الأكثر تطايرًا مثل غاز $HCl$ من أملاحها.

الإجابة الصحيحة: عامل نازع للماء

يمتلك حمض الكبريتيك المركز خاصية نزع عنصري الهيدروجين والأكسجين بنسبة وجودهما في الماء من المركبات العضوية، مما يتبقى الكربون الأسود.

الإجابة الصحيحة: ثاني أكسيد الكبريت $SO_2$

يعمل حمض الكبريتيك المركز الساخن كعامل مؤكسد قوي مع الفلزات الأقل نشاطًا مثل النحاس، وينتج عن ذلك كبريتات النحاس وغاز $SO_2$ وبخار الماء.

الإجابة الصحيحة: الهيدروجين $H_2$

الحمض المخفف يتصرف كحمض قوي تقليدي، حيث يتفاعل مع الفلزات الواقعة قبل الهيدروجين في متسلسلة النشاط الكيميائي مطلقًا غاز الهيدروجين.

الإجابة الصحيحة: بإزاحة الماء لأسفل لأنه شحيح الذوبان فيه

نظرًا لأن غاز الأكسجين شحيح الذوبان في الماء، فإنه يُجمع معملياً بطريقة إزاحة الماء.

الإجابة الصحيحة: $S + O_2 \rightarrow SO_2$

تبدأ طريقة التلامس بحرق الكبريت في الهواء أو الأكسجين لإنتاج غاز ثاني أكسيد الكبريت كخطوة أولى.

الإجابة الصحيحة: الغازات التي لا تتفاعل معه مثل الأكسجين

يُستخدم الحمض المركز لامتصاص بخار الماء وتجفيف الغازات التي لا تتفاعل كيميائياً معه.

الإجابة الصحيحة: أنهما صورتان لنفس العنصر ولكن بعدد ذرات وترتيب جزيئي مختلف

التآصل هو وجود العنصر في صورة أشكال مختلفة في نفس الحالة الفيزيائية، مثل الأكسجين $O_2$ والأوزون $O_3$.

1) حرق الكبريت: $S + O_2 \rightarrow SO_2$ 2) أكسدة الغاز الناتجة بحفاز: $2SO_2 + O_2 \xrightarrow{V_2O_5} 2SO_3$ 3) إذابة الغاز الثالث في الحمض المركز: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

المعادلة: $2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2$ دور أكسيد المنجنيز (IV): يعمل كعامل حفاز لسرعة تحلل فوق أكسيد الهيدروجين إلى ماء وغاز الأكسجين.

يرجع ذلك إلى أن حمض الكبريتيك المركز مادة شديدة النزع للماء؛ حيث يقوم بنزع عنصري الهيدروجين والأكسجين بنسبة وجودهما في الماء من المركبات العضوية (السكر/الورق)، ويتبقى عنصر الكربون الأسود.

- مع الحمض المخفف (مع فلز نشط يسبق الهيدروجين): يتصرف كحمض تقليدي ويطلق غاز الهيدروجين: $Zn + H_2SO_4(dil.) \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow$ - مع الحمض المركز الساخن (مع فلز أقل نشاطاً): يتصرف كعامل مؤكسد قوي وينتج غاز ثاني أكسيد الكبريت: $Cu + 2H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O$

المعادلة: $FeS + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2S\uparrow$ الخاصية الكيميائية البارزة: يعمل غاز كبريتيد الهيدروجين ($H_2S$) كعامل مختزل قوي.

1) عدد مولات الكبريت = $\frac{1000\text{ g}}{32\text{ g/mol}} = 31.25\text{ mol}$ 2) من المعادلات، كل مول من الكبريت ($S$) ينتج 1 مول من ($SO_2$) ثم 1 مول من ($SO_3$) ثم 1 مول من ($H_2SO_4$)، إذن عدد مولات الحمض الناتج = $31.25\text{ mol}$ 3) كتلة الحمض الناتج = عدد المولات $\times$ الكتلة المولية = $31.25 \times 98 = 3062.5\text{ g}$ (أي ما يعادل $3.0625\text{ kg}$)