جواب کاوش کنید صفحه19 شیمی یازدهم

پاسخ و توضیح آزمایش 1 تمرین کاوش کنید صفحه 19 شیمی یازدهم این آزمایش یک تکنیک کلیدی در $\mathbf{\text{شیمی تجزیه کیفی}}$ را نشان می‌دهد: $\mathbf{\text{شناسایی یون‌های فلزی}}$ بر اساس $\mathbf{\text{تشکیل رسوب رنگی}}$ با استفاده از یک شناساگر (مانند $\mathbf{NaOH}$). 🧪 --- ## تحلیل و نتایج آزمایش 1 ($athbf{FeCl_2}$) ### ث) مشاهده‌ها 1. **مشاهده‌ی اولیه:** پس از افزودن محلول $\mathbf{\text{سدیم هیدروکسید } (NaOH)}$ (محلول شفاف در لوله $\mathbf{2}$) به محلول $\mathbf{\text{آهن (II) کلرید } (FeCl_2)}$ (محلول شفاف در لوله $\mathbf{1}$). 2. **مشاهده‌ی نهایی:** یک $\mathbf{\text{رسوب ژلاتینی (کدر)}}$ به رنگ $\mathbf{\text{سبز روشن یا سبز کثیف}}$ به سرعت تشکیل می‌شود. **نتیجه:** تشکیل این رسوب سبز رنگ، تأیید می‌کند که $\mathbf{\text{یون آهن } (II)}$ ($athbf{Fe^{2+}}$) در محلول وجود دارد. ### ج) معادله‌ی واکنش و موازنه واکنش انجام شده یک واکنش $\mathbf{\text{جابجایی دوگانه}}$ بین یک نمک (کلرید) و یک باز (هیدروکسید) است: $$\mathbf{FeCl_2(aq) + 2NaOH(aq) \rightarrow Fe(OH)_2(s) + 2NaCl(aq)}$$ * $\mathbf{\text{رسوب:}} \mathbf{Fe(OH)_2}$ (آهن (II) هیدروکسید، رسوب سبز) * $\mathbf{\text{محلول:}} \mathbf{NaCl}$ (سدیم کلرید) **موازنه:** معادله فوق $\mathbf{\text{موازنه شده}}$ است ($athbf{1}$ آهن، $\mathbf{2}$ کلر، $athbf{2}$ سدیم، $\mathbf{2}$ اکسیژن و $\mathbf{2}$ هیدروژن در هر دو طرف). ### چ) نتیجه‌گیری از آزمایش * **نتیجه‌گیری اصلی:** می‌توان $\mathbf{\text{یون‌های فلزی}}$ را بر اساس $\mathbf{\text{رنگ}}$ رسوبی که با یک شناساگر مشخص (مانند $\mathbf{\text{یون هیدروکسید } (OH^-)}$) ایجاد می‌کنند، $\mathbf{\text{شناسایی}}$ کرد. * **تشخیص $\mathbf{Fe^{2+}}$:** حضور یون $\mathbf{Fe^{2+}}$ در محلول با تشکیل $\mathbf{\text{رسوب سبز رنگ}}$ $\mathbf{Fe(OH)_2}$ مشخص می‌شود. 🧪

پاسخ و توضیح آزمایش 2 تمرین کاوش کنید صفحه 19 شیمی یازدهم آزمایش 2، تغییر رنگ رسوب را با تغییر $\mathbf{\text{بار یون فلزی}}$ ($athbf{Fe^{2+}}$ به $\mathbf{Fe^{3+}}$) مقایسه می‌کند، که قدرت شیمی تجزیه کیفی را نشان می‌دهد. 🎨 --- ## تحلیل و نتایج آزمایش 2 ($athbf{FeCl_3}$) ### ب) مشاهده‌ها 1. **مشاهده‌ی اولیه:** محلول $\mathbf{\text{آهن (III) کلرید } (FeCl_3)}$ یک $\mathbf{\text{محلول زرد رنگ}}$ است. 2. **مشاهده‌ی نهایی:** پس از افزودن $\mathbf{\text{سدیم هیدروکسید } (NaOH)}$ به $\mathbf{FeCl_3}$، یک $\mathbf{\text{رسوب ژلاتینی (کدر)}}$ به رنگ $\mathbf{\text{قهوه‌ای مایل به قرمز (زنگ‌آلودی)}}$ به سرعت تشکیل می‌شود. **نتیجه:** تشکیل این رسوب قهوه‌ای رنگ، تأیید می‌کند که $\mathbf{\text{یون آهن } (III)}$ ($athbf{Fe^{3+}}$) در محلول وجود دارد. ### پ) معادله‌ی واکنش و موازنه واکنش جابجایی دوگانه برای یون $\mathbf{Fe^{3+}}$: $$\mathbf{FeCl_3(aq) + 3NaOH(aq) \rightarrow Fe(OH)_3(s) + 3NaCl(aq)}$$ * $\mathbf{\text{رسوب:}} \mathbf{Fe(OH)_3}$ (آهن (III) هیدروکسید، رسوب قهوه‌ای) **موازنه:** معادله فوق $\mathbf{\text{موازنه شده}}$ است ($athbf{1}$ آهن، $athbf{3}$ کلر، $athbf{3}$ سدیم، $athbf{3}$ اکسیژن و $\mathbf{3}$ هیدروژن در هر دو طرف). ### ت) نتیجه‌گیری از آزمایش * **نتیجه‌گیری اصلی:** رنگ رسوب تشکیل شده توسط یک شناساگر، نه تنها $\mathbf{\text{نوع فلز}}$، بلکه $\mathbf{\text{بار یون فلزی}}$ (حالت اکسایش) را نیز می‌تواند مشخص کند. * **تفاوت بار:** رسوب $athbf{Fe^{2+}}$ $\mathbf{\text{سبز}}$ است، در حالی که رسوب $athbf{Fe^{3+}}$ $\mathbf{\text{قهوه‌ای}}$ است. این تفاوت در رنگ، یک ابزار قدرتمند برای تجزیه و تحلیل شیمیایی است. 🎨

پاسخ و توضیح آزمایش 3 تمرین کاوش کنید صفحه 19 شیمی یازدهم آزمایش 3، روشی برای $\mathbf{\text{شناسایی یون فلزی}}$ موجود در یک $\mathbf{\text{نمونه نامشخص}}$ (زنگ آهن) با استفاده از واکنش‌های کشف شده در آزمایش‌های $\mathbf{1}$ و $\mathbf{2}$ است. 🔬 --- ## تحلیل و نتایج آزمایش 3 (زنگ آهن) ### ب) و پ) تبدیل زنگ آهن به یون و شناساگر 1. **حلالیت زنگ آهن (گام ب):** زنگ آهن ($athbf{Fe_2O_3 dot xH_2O}$) در محلول قوی $\mathbf{\text{هیدروکلریک اسید } (HCl)}$ حل می‌شود و $\mathbf{\text{یون‌های آهن } (III)}$ ($athbf{Fe^{3+}}$) را در محلول آزاد می‌کند. $\mathbf{\text{محلول حاصل زرد یا نارنجی مایل به زرد}}$ خواهد بود. $$\mathbf{Fe_2O_3(s) + 6HCl(aq) \rightarrow 2FeCl_3(aq) + 3H_2O(l)}$$ 2. **شناسایی با سدیم هیدروکسید (گام پ):** افزودن $\mathbf{NaOH}$ به محلول $\mathbf{FeCl_3}$ تولید شده، به عنوان یک شناساگر عمل می‌کند. ### ت) مشاهده‌ها پس از افزودن $\mathbf{\text{سدیم هیدروکسید}}$ به محلول زنگ آهن حل شده، یک $\mathbf{\text{رسوب ژلاتینی به رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز}}$ تشکیل می‌شود. ### ث) یون آهن موجود در زنگ آهن * **یون موجود:** $\mathbf{\text{یون آهن } (III)}$ ($athbf{Fe^{3+}}$) * **دلیل:** رنگ $\mathbf{\text{رسوب قهوه‌ای مایل به قرمز}}$ که در این آزمایش تولید شد، $\mathbf{\text{دقیقاً مشابه}}$ رسوبی است که در آزمایش 2 از واکنش $\mathbf{\text{یون آهن } (III)}$ ($athbf{Fe^{3+}}$) با $\mathbf{NaOH}$ به دست آمد ($athbf{Fe(OH)_3}$). **نتیجه:** زنگ آهن عمدتاً حاوی $\mathbf{\text{اکسید آهن } (III)}$ ($athbf{Fe_2O_3}$) است و یون $\mathbf{Fe^{3+}}$ بار غالب در زنگ آهن است. (همچنین ثابت می‌کند که $\mathbf{\text{زنگ زدن}}$ یک واکنش $\mathbf{\text{اکسایش}}$ است.)