PROVA SCRITTA DI CHIMICA GENERALE ED INORGANICA Scienze e Tecnologie per l Ambiente 4 Febbraio 2013

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1 4 Febbraio ) Gli studenti che consegnano ai fini della valutazione un compito incompleto, o gravemente insufficiente (valutazione inferiore a 12 punti), non potranno risostenere la prova scritta nei successivi 35 giorni. 1) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per le molecole: PH 3, BrF 5, ClO 4. 2) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione acquosa 0.2 M di acido formico (indicare con HA) sapendo che K a = b) Tracciare il grafico di una titolazione acido debole (titolando) base forte (titolante), indicando le concentrazioni usate, la K a dell acido e i punti salienti. 3) a) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione acquosa contenente 1.00 g di KNO 3 e 1.00 g di glucosio (MM = 180 g/mol) avente volume L, a 37 C. b) Descrivere brevemente le proprietà dei metalli alcalini, dei metalli alcalino terrosi, e degli alogeni 4) a) Calcolare la solubilità del solfato di bario (BaSO 4 ) a 25 C in una soluzione acquosa ed in una soluzione 0.2 M di Ba(NO 3 ) 2 (K ps per BaSO 4 = ). b) Dare una definizione di gas ideale. 5) a) Descrivere le reazioni che avvengono durante l elettrolisi di una soluzione acquosa 1 M di NaOH. b) Calcolare inoltre il numero di moli di O 2 che si sviluppano all anodo se si fa passare nella cella una corrente di 3.3 A per 2.0 h.

2 18 Febbraio ) Gli studenti che consegnano ai fini della valutazione un compito incompleto, o gravemente insufficiente (valutazione inferiore a 12 punti), non potranno risostenere la prova scritta nei successivi 35 giorni. 1) a) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per le molecole: SiF 4, ClO 3 -. b) Definire il significato della espressione Configurazione a guscio completo e indicare esempi. 2) a) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione acquosa 0.1 M di piridina (indicare con B) sapendo che K b = b) Fare almeno due esempi di acidi poliprotici, scrivendone le reazioni di dissociazione e le costanti di equilibrio. 3) a) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione contenente 1.3 g di Na 2 (SO 4 ) e 3.8 g di glicole etilenico (C 2 H 6 O 2 MM = g/mol) in L di volume a 37 C. b) Disegnare il diagramma di stato dell acqua, e discuterne le proprietà. 4) a) Calcolare la K ps del cromato di bario (BaCrO 4 ) a 25 C, sapendo che evaporando a secchezza L di soluzione acquosa satura, il residuo solido pesa 3.93 mg. b) Descrivere la molecola biatomica C 2 secondo la teoria dell orbitale molecolare. Indicare l ordine di legame e se la molecola è paramagnetica o diamagnetica. 5) a) Scrivere le reazioni, che avvengono agli elettrodi, indicando catodo ed anodo, durante l elettrolisi di una soluzione acquosa diluita di H 2 SO 4. b) Calcolare il volume totale di gas che si sviluppa agli elettrodi in seguito al passaggio di una corrente di 56.0 A per 3 ore, a temperatura e pressione ambiente.

3 2 Luglio 2013 e altri dispositivi elettronici vanno consegnati. 1) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti specie: PCl 3, H 2 S, PO 3-4. Indicare inoltre la geometria molecolare, l ibridizzazione e l eventuale presenza di momento dipolare. 2) a) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione acquosa 0.20 M di acido formico (indicare con HA) sapendo che K a = b) Calcolare inoltre il ph della soluzione ottenuta mescolando 20 ml della suddetta soluzione con 20 ml di KOH 0.12 M. 3) a) Calcolare la solubilità di AgBr in una soluzione di MgBr M sapendo che la K ps per AgBr è pari a b) Descrivere il processo di osmosi inversa. 4) a) 5 g di propene (formula C 3 H 6 ) reagiscono completamente ad elevate temperatura con una quantità stechiometrica di O 2, secondo la reazione (da bilanciare): C 3 H 6 (g) + O 2 (g) CO 2 (g) + H 2 O (v) Calcolare la pressione finale, misurata a 350 C, se la reazione viene eseguita in un recipiente del volume di 10 L. b) Fornire una definizione per "acido" e "base" secondo Arrhenius, Bronsted, e secondo Lewis. 5) Calcolare il tempo necessario per depositare 2.50 g di argento durante l elettrolisi di una soluzione di AgNO 3 utilizzando una corrente di 5.0 Ampere. Specificare l elettrodo sul quale si deposita il metallo.

4 20 Giugno ) È consentito soltanto l'uso della calcolatrice e della tavola periodica. Appunti e testi vanno consegnati. 1) a) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per la molecola acido solfidrico, e per il catione del sale clorato di ammonio. b) Definire il significato della espressione Configurazione a guscio completo e indicare esempi. 2) a) Calcolare la concentrazione di una soluzione acquosa di metilammina (CH 3 NH 2, K b = ), necessaria per avere una soluzione a ph b) Calcolare il ph della soluzione ottenuta mescolando 20 ml di una soluzione 0.03M di acido cianico (HCNO, K a = ) con 10 ml di una soluzione 0.01 M di idrossido di calcio (Ca(OH) 2 ). 3) a) Calcolare la pressione osmotica a 30 C della soluzione ottenuta sciogliendo 1.0 g di CaCl 2 in L di una soluzione di KCl 0.06 M. b) Descrivere la molecola biatomica N 2 secondo la teoria dell orbitale molecolare. Indicare l ordine di legame e se la molecola è paramagnetica o diamagnetica. 4) a) Calcolare la solubilità di BaF 2 (K ps = ) I) in acqua pura; II) in una soluzione 0. 7 M di NaF, trascurando gli effetti del ph sullo ione fluoruro. b) Bilanciare la seguente reazione redox: Ag + H 2 S + O 2 Ag 2 S+ H 2 O. 5) a) Calcolare la massa di metallo ottenuta durante l elettrolisi di una soluzione di NiCl 2 della durata di 45 minuti utilizzando una corrente di 3.5 Ampere. b) Calcolare il volume del gas ottenuto, a 30 C e pressione ambiente.

5 16 Luglio ) Scrivere la formula dei seguenti composti/ioni: ione nitrito, pentacloruro di fosforo, ione perbromato. Per ciascuno di essi indicare: struttura di Lewis, cariche formali, geometria, ibridizzazione dell atomo centrale ed eventuale presenza di momento dipolare. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione preparata sciogliendo 1.0 g di acido cianico (HOCN, K a = ) in 100 ml di acqua. b) Se alla soluzione precedente aggiungiamo 900 ml di acqua quale sarà il nuovo valore di ph? 3) a) Calcolare la solubilità di Ag 2 S (K ps = ) in acqua pura ed in una soluzione 1.0 M di AgNO 3, trascurando gli equilibri di idrolisi. b) Scrivere la configurazione elettronica del Molibdeno utilizzando il metodo Auf Bau (schema completo). 4) a) Bilanciare la seguente reazione: Cu (s) + HNO 3(aq) Cu(NO 3 ) 2(aq) + NO (g) + H 2 O (l) Calcolare il volume di NO (misurato a 1 atm e 25 C) che si ottiene dalla reazione di 1.92 g di rame con 1.00 L di una soluzione 0.50 M di acido nitrico ammettendo che la resa della reazione (calcolata sul reagente limitante) sia del 90.0%. b) Dare una definizione di numero di Avogadro. 5) Elettrolizzando per 500 s una soluzione di cloruro di titanio con una corrente di 120 ma si sono depositati 15.0 mg di titanio. Qual'e' il numero di ossidazione del titanio nel cloruro di titanio?

6 17 Settembre ) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti specie chimiche: PH 3, ione solfito, cloruro di alluminio. Indicare inoltre la geometria molecolare, l ibridizzazione e l eventuale presenza di momento dipolare. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione di HF 0.01 M, sapendo che la K a = b) Indicare, motivandolo, se il ph del punto equivalente nella titolazione di HF (aq) con KOH (aq) sia inferiore, uguale o superiore a 7. 3) a) Calcolare la pressione osmotica a 30 C di una soluzione acquosa del volume di 600 ml contenente g di Na 3 PO 4, sapendo che il sale è completamente dissociato e trascurando gli equilibri di idrolisi. b) Descrivere le reazioni di precipitazione, fornendo almeno un esempio pratici. 4) a) Dare una definizione di miscela azeotropica. b) Bilanciare la seguente reazione in ambiente acquoso: P + NaOH PH 3 + NaH 2 PO 2 5) Calcolare quanti ampère sono necessari per ridurre 2.00 g di argento durante una elettrolisi di AgNO 3 acquoso della durata di un ora.

7 3 Ottobre ) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti specie: H 3 PO 4, H 2 S, ione nitrato. Indicare inoltre la geometria molecolare, l ibridizzazione e l eventuale presenza di momento dipolare. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione di NH 4 (NO 3 ) 0.5 M, sapendo che per NH 3, la K b = b) Dire se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: Na 2 CO 3, NH 4 NO 3 e KBr. Motivare le ragioni della risposta. 3) a) Calcolare la pressione osmotica a 25 C di una soluzione ottenuta sciogliendo g di NaCl e g di glucosio (MM = 180 g/mol) in acqua, per un volume finale di 150 ml. b) Descrivere la molecola biatomica N 2 secondo la teoria dell orbitale molecolare. Indicare l ordine di legame e se la molecola è paramagnetica o diamagnetica. 4) Bilanciare la seguente reazione in soluzione acquosa: HNO 3 (aq) + SO 2(g) H 2 SO 4(aq) + NO (g) Calcolare il volume di NO (misurato a 1 atm e 25 C) che si ottiene dalla reazione di 1.92 g di biossido di zolfo con 1.00 L di una soluzione 0.50 M di acido nitrico ammettendo che la resa della reazione (calcolata sul reagente limitante) sia del 100%. 5) Calcolare il tempo necessario per depositare 1.00 g di argento durante l elettrolisi di una soluzione di AgNO 3 utilizzando una corrente di 4.0 Ampere. Specificare l elettrodo sul quale si deposita il metallo.

8 3 Dicembre 2013 Traccia A 1) a) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per le molecole: CCl 4, NH 4 +. b) Disegnare schematicamente un orbitale dx 2 - y 2. c) Schematizzare la configurazione elettronica completa dello zolfo. 2) a) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione acquosa 0.2 M di acido barbiturico (indicare con HA) sapendo che K a = b) Scrivere l equazione di Henderson-Hasselbalch e spiegarne il significato. 3) a) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione acquosa contenente 1.30 g di KBr e g di glicole etilenico (C 2 H 6 O 2 MM = g/mol) in L di volume a 37 C. b) Scrivere l espressione della legge di Henry e spiegarne il significato. 4) a) Calcolare la K ps del bromuro di argento (AgBr) a 25 C, sapendo che evaporando a secchezza 1L di soluzione acquosa satura, il residuo solido pesa mg. b) Descrivere la molecola biatomica F 2 secondo la teoria dell orbitale molecolare. Indicare l ordine di legame e se la molecola è paramagnetica o diamagnetica. 5) a) Calcolare per quanto tempo deve passare una corrente di 3.2 A attraverso una soluzione di AlCl 3 per fare depositare 1.8 g di alluminio. Scrivere le reazioni che avvengono agli elettrodi, ed indicare a quale elettrodo avviene la reazione di formazione dell alluminio. b) Scrivere l espressione del potenziale per la semicella relativa alla reazione che coinvolge il metallo.

9 6 Dicembre 2013 Recupero del ) a) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per le molecole: SiF 4, ClO 3 -. b) Disegnare schematicamente un orbitale dxy. c) Schematizzare la configurazione elettronica completa del cloro. 2) a) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione acquosa 0.02 M di piridina (indicare con B) sapendo che K b = b) Spiegare cosa si intende per punto di semiequivalenza e di equivalenza di una titolazione. 3) a) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione contenente 1.30 g di Na 2 (SO 4 ) e 3.80 g di glicole etilenico (C 2 H 6 O 2 MM = g/mol) in 0.9 L di acqua a 37 C. b) Scrivere l espressione della legge di Raoult per un sistema a due componenti entrambi volatili, disegnare un grafico e spiegarne il significato. 4) a) Calcolare il K ps del cromato di bario (BaCrO 4 ) a 25 C, sapendo che evaporando a secchezza 1L di soluzione acquosa satura, il residuo solido pesa 3.93 mg. b) Descrivere la molecola biatomica B 2 secondo la teoria dell orbitale molecolare. Indicare l ordine di legame e se la molecola è paramagnetica o diamagnetica. 5) a) Calcolare per quanto tempo deve passare una corrente di 3.2 A attraverso una soluzione di SnCl 4 per fare depositare 3.1 g di stagno. Scrivere le reazioni che avvengono agli elettrodi, ed indicare a quale elettrodo avviene la reazione di formazione dello stagno. b) Scrivere l espressione del potenziale per la semicella relativa alla reazione che coinvolge il metallo.

10 4 Marzo ) Gli studenti che consegnano ai fini della valutazione un compito incompleto, o gravemente insufficiente (valutazione inferiore a 12 punti), non potranno risostenere la prova scritta nei successivi 35 giorni. 1) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per le molecole: PCl 5, ione fosfato, XeF 2. 2) a) Supporre di far reagire 60.0 ml di una soluzione 0.10 M di acido benzoico, che è un acido debole (indicare con HA, K a = ), 30 ml di con una soluzione 0.10 M di idrossido di potassio. Calcolare il ph dopo la reazione. b) Dare una definizione di reazione di idrolisi, con esempi. 3) a) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione ottenuta solubilizzando 1.20 g di KCl e 0.90 g di glucosio (MM = 180 g/mol) in 900 ml di volume a 25 C. b) Spiegare perché, nelle giornate di freddo intenso, si effettua lo spargimento di sale sulle strade. 4) a) Bilanciare l equazione qui di seguito riportata: NaIO 3 + NaI + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + I 2 + H 2 O b) Calcolare la massa di iodio elementare che si forma quando 2.0 g di NaIO 3 vengono fatti reagire con 2.0 g di NaI in presenza di un eccesso di acido solforico (ammettere che la reazione vada a completezza fino ad esaurimento del reagente in difetto). 5) a) Calcolare per quanto tempo bisogna sottoporre ad elettrolisi una soluzione di solfato di rame(ii) (facendo passare una corrente di 3.0 A) affinchè vengano depositati al catodo 4.0 g di rame. b) Dare una definizione di: Numero quantico principale; Configurazione elettronica; Legame π.

11 2 Aprile2014 6) Gli studenti che consegnano ai fini della valutazione un compito incompleto, o gravemente insufficiente (valutazione inferiore a 12 punti), non potranno risostenere la prova scritta nei successivi 35 giorni. 1) Scrivere il nome dei seguenti sali: LiNO 2, Na 2 SO 4, Al(ClO 4 ) 3 e Ba(NO 3 ) 2. Scrivere la dissociazione in acqua dei sopraindicati sali e, solo per gli anioni dei primi due sali, indicare: struttura di Lewis, cariche formali, geometria, ibridizzazione dell atomo centrale ed eventuale presenza di momento dipolare. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione di carbonato di sodio 0.10 M. Le costanti di acidità per l acido carbonico sono K a1 = e K a2 = b) Dire inoltre se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: idrogenosolfato di sodio, cloruro di ammonio e nitrato di bario. Motivare le ragioni della risposta. 3) a) L acido acetico (CH 3 COOH) "glaciale" viene commercializzato in soluzioni acquose contenenti il 99.5% (m/m) di CH 3 COOH e di densità pari a 1.05 g/ml. Calcolare molarità e molalità della soluzione commerciale. 20 ml di una tale soluzione vengono diluiti con acqua fino a raggiungere un volume finale di 1.20 L, calcolare la molarità della soluzione ottenuta. b) Dare una definizione di Numero di Avogadro. 4) a) L analisi elementare di un composto organico gassoso presenta i seguenti risultati: C = 8.74%, Cl = 77.43% e F = 13.83%. Sapendo che 10.0 g di tale composto occupano, alla temperatura di 25 C e alla pressione di 1.00 atm, un volume pari a 1.78 L determinare la formula molecolare del composto. b) Descrivere gli orbitali di tipo p. 5) Si effettua l elettrolisi di cloruro di sodio fuso (Cella di Downs). Calcolare la quantità (in grammi) delle sostanze che si liberano agli elettrodi facendo attraversare la cella da una corrente di 10.0 A per 10 ore.