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

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1 3 Febbraio ) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per PO 4 3- e per gli anioni dei sali: idrogenocarbonato di sodio, ipoclorito di potassio. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione preparata sciogliendo 3.0 g di acido benzoico (MM = gmol -1 ) e 3.25 g di benzoato di sodio (MM = gmol -1 ) in 500 ml di acqua. Per l acido benzoico K a = b) Supponendo che 400 mg di KOH solida siano aggiunti al tampone precedentemente preparato, calcolate il ph della soluzione risultante. 3) a) Lo zolfo può essere prodotto con la seguente reazione (da bilanciare): PbS (s) + HNO 3 (aq) Pb(NO 3 ) 2(aq) + S (s) + NO (g) + H 2 O (l) Calcolare i grammi di zolfo che si formano facendo reagire 1.0 g di solfuro di piombo con 1.0 L di una soluzione di acido nitrico 1.0 M. Calcolare inoltre il volume di ossido di azoto (misurato a 25 C ed 1 atm) che sarà contemporaneamente prodotto. b) Descrivere cosa si intende per prodotto di solubilità fornendo almeno due esempi. 4) 5.00 g di un alogenuro di sodio incognito (NaX, sale che si dissocia completamente) vengono disciolti in g di acqua. La temperatura di congelamento della soluzione diminuisce di 1.24 K. Determinare qual è l alogeno X anione del sale NaX. Per l acqua K cr = 1.86 K Kg mol 1. 5) Indicare lo schema e calcolare la differenza di potenziale a 25 C per la seguente pila: Anodo: un elettrodo di zinco immerso in una soluzione di nitrato di zinco 0.1 M. Catodo: un elettrodo di platino immerso in una soluzione contenente [MnO 4 ] = 0.12 M, [Mn 2+ ] = M ed avente ph = 2.0. E (Zn 2+ /Zn) = 0.76 V E (MnO - 4,H + 2+ /Mn ) = V.

2 17 Febbraio ) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed indicare l eventuale presenza di momento dipolare per AlF 3 e per gli anioni dei sali: nitrato di sodio, perclorato di cesio. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione M di ipoclorito di sodio (la K a per l acido ipocloroso è pari a ). b) Dire se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: NaHSO 4, NH 4 Cl e LiNO 3. Motivare le ragioni della risposta. 3) a) Calcolare la solubilità di Ag 2 S (K ps = ) (I) in acqua pura e (II) in una soluzione M di AgNO 3. b) Disporre in ordine crescente di punto di ebollizione, motivandolo, le seguenti soluzioni acquose: glucosio 0.2 m, K 3 PO m, KNO m. 4) a) Il nitrato di potassio può essere prodotto con la seguente reazione (da bilanciare): KCl (s) + HNO 3(aq) + O 2(g) KNO 3(aq) + Cl 2(g) + H 2 O Calcolare la minima quantità di KCl necessaria per produrre 15.0 g di nitrato di potassio; calcolare inoltre il volume di cloro (misurato a 25 C ed 1 atm) che sarà contemporaneamente prodotto. b) Dire che cosa si intende per regola dell ottetto. In quanti e quali modi essa può essere violata nella realtà (fornire degli esempi). (l) 5) Data la seguente reazione (da bilanciare): Fe 3+ (aq) + Cu (s) Fe 2+ (aq) + Cu 2+ Stabilire catodo, anodo ed indicare lo schema della cella galvanica in cui la reazione può avvenire. Calcolare la forza elettromotrice ponendo le concentrazioni delle specie in soluzione = 0.10 M. [E (Cu 2+ /Cu) = 0.34 V; E (Fe 3+ /Fe) = 0.77 V]. (aq)

3 3 Marzo ) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti specie chimiche: PF 5, ione clorato, SO 2. Indicare inoltre la geometria molecolare, l ibridizzazione e l eventuale presenza di momento dipolare. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione acquosa di NH M, sapendo che la pk b = b) Dire se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: cianuro di litio, cloruro di ammonio e solfato di potassio. Motivare le ragioni della risposta. 3) a) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione contenente g di K 3 PO 4 in 750 ml di acqua a 30 C, sapendo che il sale è completamente dissociato. b) Scrivere e discutere le relazioni che descrivono l innalzamento ebullioscopico e l abbassamento crioscopico. 4) a) L azide di sodio (NaN 3, utilizzata negli air bag delle automobili) si decompone secondo la seguente reazione (da bilanciare): NaN 3(g) N 2(g) + Na (s) Calcolare i grammi di azide di sodio necessari a produrre tanto azoto da gonfiare un air bag di 30.0 L alla pressione di 3.0 atm e alla temperatura di 25 C. b) Descrivere e fornire almeno un esempio per ciascuno dei seguenti tipi di reazione: Reazione di precipitazione; Reazione tra un acido e una base di Lewis; Reazione ossido-riduttiva. 5) Calcolare per quanto tempo deve passare una corrente di 4.5 A attraverso una soluzione di ZnCl 2 per fare depositare 3.0 g di zinco. Scrivere le reazioni che avvengono agli elettrodi, ed indicare a quale elettrodo avviene la reazione di formazione dello zinco.

4 14 Aprile ) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per le molecole: H 2 S, SF 6, ione solfato. 2) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione acquosa 0.2 M di acido cloroso (HClO 2 ) sapendo che K a = Calcolare inoltre il ph della soluzione ottenuta mescolando 20 ml della suddetta soluzione con 10 ml di NaOH 0.2 M. 3) a) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione contenente 1.0 g di CaCl 2 e 1.2 g di glucosio (MM = 180 g/mol) in 0.5 L di acqua a 37 C. b) Bilanciare la seguente reazione redox: KMnO 4 + HCl MnCl 2 + Cl 2 + KCl + H 2 O. 4) a) Calcolare la solubilità dello ioduro di argento (AgI) a 25 C in una soluzione acquosa ed in una soluzione 0.05 M di KI (K ps per AgI = ). 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. 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 35 Ampere. b) Calcolare il volume del gas ottenuto, a 30 C e pressione ambiente.

5 27 Giugno ) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti specie: H 2 S, PF 5, ione solfato. 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 0.1 M di acido cloroso (HClO 2 ) sapendo che K a = 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 solubilità dello ioduro di argento (AgI) a 25 C in una soluzione acquosa ed in una soluzione 0.1 M di KI (K ps per AgI = ). b) Descrivere il processo di osmosi inversa. 4) a) Calcolare la massa di SO 2 contenuta in un recipiente del volume di 15 L a 25 C e 2.0 atm. b) Bilanciare la seguente reazione: KClO 3 + H 2 S KCl + S + H 2 O. 5) Calcolare per quanto tempo deve passare una corrente di 5.0 A attraverso una soluzione di AlCl 3 per fare depositare 1.50 g di alluminio. Indicare a quale elettrodo avviene la reazione di formazione dell alluminio.

6 6 Luglio ) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per AlF 3 e per gli anioni dei sali: NaNO 3, perclorato di potassio. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione preparata sciogliendo 0.50 g di acido benzoico (indicare con HA, MM = gmol -1 ) in 800 ml di volume di soluzione. Per l acido benzoico K a = b) Dire se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: NaHSO 4, NH 4 Cl e KNO 3. Motivare le ragioni della risposta. 3) a) Calcolare la solubilità di Ag 2 S (K ps = ) (I) in acqua pura e (II) in una soluzione M di AgNO 3. b) Disporre in ordine crescente di punto di ebollizione, motivandolo, le seguenti soluzioni acquose: LiBr 0.4 m, K 2 SO m, etanolo 0.5 m. 4) a) L azide di sodio (NaN 3, utilizzata negli air bag delle automobili) si decompone secondo la seguente reazione (da bilanciare): NaN 3(g) N 2(g) + Na (s) Calcolare i grammi di azide di sodio necessari a produrre tanto azoto da gonfiare un air bag di 20.0 L alla pressione di 1.5 atm e alla temperatura di 25 C. a) Dare una definizione per: legame σ, legame π e ordine di legame facendo riferimento a degli esempi concreti. 5) Data la seguente reazione (da bilanciare): Fe 3+ (aq) + Cu (s) Fe 2+ (aq) + Cu 2+ (aq) Stabilire catodo, anodo ed indicare lo schema della cella galvanica in cui la reazione può avvenire. Calcolare la forza elettromotrice ponendo le concentrazioni delle specie in soluzione = 0.10 M. [E (Cu2+/Cu) = 0.34 V; E (Fe3+/Fe) = 0.77 V].

7 21 Luglio ) 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. 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 35 Ampere. b) Calcolare il volume del gas ottenuto, a 30 C e pressione ambiente.

8 13 Settembre ) a) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per gli anioni dei sali: perbromato di potassio, nitrato di calcio. b) Disegnare gli orbitali σ ottenuti a partire da due orbitali p. c) Schematizzare la configurazione elettronica completa dello zolfo. 2) a) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione acquosa 0.2 M in acido cloracetico (ClCH 2 C(O)OH, indicare con HA) e 0.1 M in cloracetato di sodio (ClCH 2 C(O)ONa, indicare con NaA), sapendo che per l acido, K a = b) Calcolare inoltre il ph della soluzione ottenuta mescolando 20 ml della suddetta soluzione con 5 ml di NaOH 0.1 M. 3) a) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione contenente 1.0 g di PbI 2 e 1.0 ml di 1- propanolo (C 3 H 8 O, d = g/ml) in L di soluzione a 25 C. 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. 4) a) Calcolare quanti mg di bromuro rameoso (CuBr) si possono solubilizzare: I) in 100 ml di acqua; II) in 150 ml di una soluzione 0.2 M di KBr. Per il bromuro rameoso il prodotto di solubilità è K ps = b) Bilanciare la seguente reazione: I 2 + HNO 3 HIO 3 + NO 2 + H 2 O. 5) Quanti ampère (A) sono necessari per ridurre 80 g di alluminio durante l elettrolisi di cloruro di alluminio fuso della durata di un ora? Scrivere le reazioni che avvengono agli elettrodi, ed indicare a quale elettrodo avviene la reazione di formazione dell alluminio.

9 5 Ottobre ) Scrivere il nome dei seguenti composti ionici: NaNO 2, K 2 SO 4, LiClO 4. Per ciascuno degli anioni considerati 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: acetato di sodio, cloruro di ammonio e nitrato di potassio. Motivare le ragioni della risposta. 3) L acido cloridrico viene commercializzato in soluzioni acquose contenenti il 36% (m/m) di HCl e di densità pari a 1.18 g/ml. 50 ml di una tale soluzione vengono diluiti con acqua fino a raggiungere un volume finale di 1.50 L. Calcolare molarità, molalità e pressione osmotica a 25 C della soluzione così ottenuta. 4) a) Quale volume di biossido di zolfo (misurato a 1.00 atm e 298 K) occorre per ricavare 1.00 kg di zolfo secondo la seguente reazione (da bilanciare)? H 2 S (g) + SO 2(g) S (s) + H 2 O b) Descrivere il diagramma di stato dell acqua. (g) 5) Si effettua l elettrolisi di una soluzione acquosa satura di cloruro di sodio (salamoia). Calcolare la quantità (in grammi e moli) delle sostanze che si liberano agli elettrodi facendo attraversare la cella da una corrente di 10.0 A per 5 ore.

10 10 Novembre ) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per la molecola PCl 3, e per l anione dei sali: carbonato di sodio e periodato di potassio. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione preparata sciogliendo 1.5 g di cianato di potassio (KOCN, per HOCN K a = ) in 600 ml di acqua. b) Calcolare il ph ottenuto aggiungendo 20 ml di HNO M a 30 ml della suddetta soluzione. 3) a) Calcolare la pressione osmotica a 25 C della soluzione ottenuta sciogliendo mg di Na 2 SO 4 e mg di glucosio (C 6 H 12 O 6 ) in 750 ml di acqua. b) Elencare gli orbitali d e disegnarli schematicamente. 4) a) Calcolare la solubilità di Ag 2 S (K ps = ) I) in acqua pura e II) in una soluzione 0.05 M di AgNO 3. b) Bilanciare la seguente reazione redox: H 2 S (g) + SO 2(g) S (s) + H 2 O (g). Scrivere la costante di equilibrio per la reazione. 5) a) Calcolare il tempo necessario per depositare sull elettrodo la massa di metallo di 1.5 g ottenuta durante l elettrolisi di una soluzione di AgCl utilizzando una corrente di 30 Ampere. b) Calcolare la pressione del gas ottenuto, a 20 C se il volume del recipiente è 5 L.

11 6 Dicembre ) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti specie chimiche: PF 3, ione nitrato, SF 6. Indicare inoltre la geometria molecolare, l ibridizzazione e l eventuale presenza di momento dipolare. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione preparata sciogliendo 50 mg di acido acetico (CH 3 COOH) in acqua, fino ad un volume finale della soluzione di L. La costante di acidità per l acido acetico è K a = b) Dire se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: ipoclorito di sodio, cloruro di litio e nitrato di ammonio. Motivare le ragioni della risposta. 3) a) Calcolare la pressione osmotica a 25 C di una soluzione contenente 1.00 g di Na 2 SO 4 (V = 500 ml). b) Scrivere e discutere le relazioni che descrivono l innalzamento ebullioscopico e l abbassamento crioscopico. 4) a) Calcolare il volume occupato da 6.3 g di acetilene (C 2 H 2 ) a 2.5 atm e 35 C. Dare una definizione di gas ideale e spiegare i termini contenuti nella equazione di stato che ne descrive il comportamento. b) Calcolare la solubilità di Ag 2 SO 4 (K ps = ) (I) in acqua pura e (II) in una soluzione 0.02 M di AgNO 3. 5) Calcolare la quantità di oro che si produce in una cella elettrolitica contenente AuCl 3 fuso in seguito al passaggio di una corrente di 4.00 A per 9 ore. Specificare su quale elettrodo si deposita l oro metallico.

12 1 Marzo ) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti specie chimiche: PF 5, ione solfito, CO 2. Indicare inoltre la geometria molecolare, l ibridizzazione e l eventuale presenza di momento dipolare. 2) a) Ca1co1are il ph di una so1uzione di acetato di sodio (CH 3 COONa) avente concentrazione 0.25 M, sapendo che la K a = per l acido acetico. b) Indicare, motivandolo, se il punto equivalente nella titolazione di NH 3(aq) con HCl (aq) sia inferiore, uguale o superiore a 7. 3) a) Calcolare la pressione osmotica a 26 C di una soluzione contenente 750 mg di K 2 (SO 4 ) in 800 ml di acqua. b) Scrivere l equazione di stato dei gas ideale, descrivendone il significato e il campo di applicabilità. 4) a) Calcolare quanti mg di Ba(IO 3 ) 2 si possono solubilizzare in 500 ml di acqua, sapendo che K ps = b) Bilanciare la seguente reazione: KClO 3 + H 2 S KClO 2 + S + H 2 O. 5) Calcolare per quanto tempo deve passare una corrente di 5 Ampere attraverso una soluzione contenente ioni Zn 2+ per depositare 13 g di metallo al catodo.

13 2 Febbraio ) 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 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 0.05 M di acido barbiturico (indicare con HA) sapendo che K a = b) Dire se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: idrogenosolfato di sodio, cloruro di ammonio e nitrato di potassio. Motivare le ragioni della risposta. 3) a) Calcolare la pressione osmotica di una soluzione contenente 0.50 g di KBr e 3.8 g di glicole etilenico (C 2 H 6 O 2 MM = g/mol) in L di soluzione a 37 C. b) Fornire una breve descrizione delle proprietà colligative. 4) a) Calcolare la solubilità (espressa in mg/l) di Pb(IO 3 ) 2 in una soluzione 1.0 M di NaIO 3. Per Pb(IO 3 ) 2 K ps = ). b) Bilanciare la seguente reazione: KClO 3 + H 2 S KCl + S + H 2 O. 5) Calcolare per quanto tempo deve passare una corrente di 3.00 A attraverso una soluzione di AlCl 3 per fare depositare 2.00 g di alluminio. Scrivere le reazioni che avvengono agli elettrodi, ed indicare a quale elettrodo avviene la reazione di formazione dell alluminio.