12. sınıf Kimya · 1. dönem 1. yazılı · 12.1.1.2

Redoks tepkimeleriyle elektrik enerjisi arasındaki ilişkiyi açıklar.

KİMYA VE ELEKTRİK · 12.1.1. İndirgenme-Yükseltgenme Tepkimelerinde Elektrik Akımı

1.KolayElektron aktarımının yolu10 puan

Şekilde gösterilen düzenekler kurulmuştur.

Düzenek 1: Bakır(II) sülfat çözeltisine çinko levha daldırılmıştır. Çinkonun yüzeyinde bakır birikmiş ve çözeltinin sıcaklığı artmıştır.

Düzenek 2: Çinko levha çinko sülfat çözeltisine, bakır levha bakır(II) sülfat çözeltisine daldırılmıştır. İki kap bir tuz köprüsüyle birleştirilmiş, levhalar ise bir iletken telle küçük bir ampule bağlanmıştır. Ampul yanmıştır.

Her iki düzenekte gerçekleşen net tepkime: $\mathrm{Zn(k) + Cu^{2+}(suda) \rightarrow Zn^{2+}(suda) + Cu(k)}$

Şekil: Düzenek 1 ve Düzenek 2

1.a

Düzenek 1'de tepkimeden elde edilen enerjinin hangi biçimde ortaya çıktığını ve bu düzenekten neden elektrik enerjisi elde edilemediğini açıklayınız.

4 p

1.b

Düzenek 2'de indirgen ile yükseltgen arasındaki elektron alışverişinin doğrudan temas olmadan nasıl gerçekleştiğini açıklayınız.

6 p

2.Ortaİstemli ve istemsiz tepkimeler12 puan

Düzenekler şekilde gösterilmiştir.

Düzenek A: Çinko ve bakır yarı hücrelerinden oluşan bir pile bağlanan voltmetre 1,10 V göstermektedir. Voltmetre yerine devreye küçük bir ampul bağlandığında ampul yanmaktadır.
Düzenek B: İçinde az miktarda elektrolit bulunan suya iki platin elektrot daldırılmış ve elektrotlar bir güç kaynağına bağlanmıştır. Elektrotlarda gaz kabarcıkları oluşmaktadır: $\mathrm{2H_2O(s) \rightarrow 2H_2(g) + O_2(g)}$ . Güç kaynağının bağlantısı kesildiğinde gaz oluşumu durmaktadır.

Şekil: Düzenek A (çinko-bakır pili) ve Düzenek B (suyun elektrolizi)

2.a

Her düzenekte gerçekleşen redoks tepkimesinin istemli mi istemsiz mi olduğunu verilen gözlemlere dayanarak açıklayınız.

4 p

2.b

Her iki düzenekte gerçekleşen enerji dönüşümünü yazınız.

4 p

2.c

Düzenek B'deki tepkimenin tersi olan $\mathrm{2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(s)}$ tepkimesinin istemliliği hakkında ne söylenebilir? Bu tepkimeden elektrik enerjisi elde edilip edilemeyeceğini gerekçesiyle açıklayınız.

4 p

3.ZorRedoks tepkimesinden pil tasarımı14 puan

Bir öğrenci şekilde gösterilen iki deneyi yapmıştır:

Deney 1: Bakır(II) sülfat çözeltisine demir çivi daldırılmıştır. Çivinin yüzeyinde kırmızımsı kahverengi bakır birikmiş, çözeltinin mavi rengi açılmıştır.
Deney 2: Demir(II) sülfat çözeltisine bakır tel daldırılmıştır. Uzun süre beklendiği hâlde hiçbir değişim gözlenmemiştir.

Laboratuvarda iki beher, demir ve bakır levhalar, $\mathrm{FeSO_4}$ ve $\mathrm{CuSO_4}$ çözeltileri, $\mathrm{KNO_3}$ çözeltisiyle doldurulmuş tuz köprüsü, iletken teller ve bir voltmetre bulunmaktadır.

Şekil: Deney 1 ve Deney 2'nin bir süre sonraki durumu

3.a

Hangi deneydeki tepkimenin elektrik enerjisi elde etmek için kullanılabileceğini gerekçesiyle belirtiniz ve bu tepkimenin denklemini yazınız.

4 p

3.b

Verilen malzemelerle bu tepkimeden elektrik enerjisi elde edecek bir düzenek tasarlayınız. Düzenekteki yarı tepkimeleri ve elektronların dış devredeki akış yönünü yazınız.

6 p

3.c

Deney 2'deki tepkimenin ( $\mathrm{Cu + Fe^{2+} \rightarrow Cu^{2+} + Fe}$ ) gerçekleşmesini sağlamak için ne yapılması gerektiğini, tepkimenin istemliliği ve enerji ilişkisi açısından açıklayınız.

4 p

Puanlar sorunun kendi içindeki dağılımıdır; senaryo yazılısında tüm sorular birlikte 100 puana ölçeklenir.

Bu konunun geçtiği senaryo yazılıları

Senaryo 1: 2 soru Senaryo 2: 1 soru Senaryo 3: 1 soru Senaryo 4: 1 soru Senaryo 5: 1 soru