Liceo Classico e Internazionale C. Botta Ivrea LAVORI ESTIVI

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1 Liceo Classico e Internazionale C. Botta Ivrea LAVORI ESTIVI Anno scolastico: Classe: 3^ A Docente: MORGANDO SEVERINO Disciplina: SCIENZE Proposte di letture per tutti gli studenti: Oliver Sacks, Zio Tungsteno Primo Levi, Il sistema periodico Danilo Mainardi, Arbitri e galline, Mondadori, 2008 Oliver Sacks, L uomo che scambiò sua moglie per un cappello, Adelphi, 1986 Renato Dulbecco, I geni e il nostro futuro, Sperling & Kupfer, 1995 Giancarlo Nebbia, Nucleare: il frutto proibito, Bompiani, 2007 Marco Bersani, Nucleare: se lo conosci lo eviti, Edizioni Alegre, 2008 PROGRAMMA PER STUDENTI CON SOSPENSIONE DEL GIUDIZIO Elementi, composti, miscugli e sostanze pure Massa atomica, massa molecolare. La mole Nomenclatura chimica. Le soluzioni: concentrazione di una soluzione con particolare riferimento alla molarità. Calcoli stechiometrici; bilanciamento delle equazioni chimiche; classificazione delle reazioni. Dal modello atomico di Thomson a quello di Rutheford. Numero atomico, numero di massa, isotopi. Il modello atomico di Bohr Doppia natura dell elettrone; Principio di indeterminazione di Heisenberg; modello atomico ad orbitali; significato dei numeri quantici. Sistema periodico degli elementi; gruppi e periodi nella Tavola periodica Elettronegatività e numero di ossidazione I legami chimici: legame covalente, legame ionico e legame metallico. Geometria molecolare

2 ESERCIZI PROPOSTI PER STUDENTI CON SOSPENSIONE DEL GIUDIZIO STRUTTURA ATOMICA-COMPONENTI ATOMO 1. Quanti elettroni sono presenti nel sottolivello 3d del rame? Quanti e quali orbitali, in tale elemento, contengono solamente un elettrone? 2. Secondo te può esistere un elettrone con i seguenti numeri quantici: n = 2, l = 2, m = 1? Giustifica la risposta. 3. Quale di queste terne di ioni ha la stessa configurazione elettronica esterna? A quale elemento corrisponde tale configurazione? Li + Be ++ Sc +++ F Na + Mg ++ Be ++ Cl K + Li + S Ca L elemento il cui livello esterno può essere rappresentato con 4s 2 4p 3 è il. 5. Spiega perché ogni serie di elementi di transizione è sempre costituita da 10 elementi 6. Il silicio ha caratteristiche chimiche simili a: (scegli la risposta e spiega il perché) Zinco Germanio Selenio Zolfo 7. Quale tra le seguenti frasi non è corretta? Gli elementi dello stesso gruppo hanno la stessa configurazione elettronica esterna e, quindi, possiedono proprietà molto simili Le proprietà degli elementi dipendono dalla loro configurazione elettronica esterna Le proprietà degli elementi dipendono dal numero totale di elettroni Gli elementi dello stesso periodo non hanno la stessa configurazione elettronica esterna e, quindi, possiedono proprietà differenti 8. Scrivi il nome di due cationi del terzo periodo. Scrivi, quindi, il nome di due anioni che abbiano la stessa configurazione elettronica dei cationi scritti precedentemente. 9. Se un elemento appartiene al quarto periodo ed al sesto gruppo del sistema periodico, la configurazione elettronica, per quanto riguarda l ultimo livello è: a) 6s 2 6p 2 c) 4s 2 4p 4 b) 6p 2 7s 2 d) 4p 4 5s Le seguenti configurazioni elettroniche possono riferirsi ad ATOMI NEUTRI (AN), IONI POSITIVI (I + ), IONI NEGATIVI (I ), ATOMI ECCITATI (AE).Abbina a ciascuno la corretta caratteristica.

3 a) Mg 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 1 b) Li 1s 2 2s 1 c) O 1s 2 2s 2 2p 6.. d) Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6.. e) Ca 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 CONCETTO DI MOLE-STECHIOMETRIA-CONCENTRAZIONE SOLUZIONI 1. Quanti grammi di Na 2 SO 4 mi servono per preparare 400 ml di soluzione 0,5 M di tale sostanza? 2. Prelevando 20 millilitri da una soluzione di HCl e diluendoli in acqua preparo due litri di una nuova soluzione. Se la soluzione di partenza era 4 M, quale concentrazione avrà la nuova soluzione? Quante moli di HCl ci saranno in questa nuova soluzione? 3. L ematite, Fe 2 O 3, è un importante minerale da cui si produce il ferro metallico per reazione con il monossido di carbonio: Fe 2 O 3 + 3CO 2 Fe + 3 CO 2 Calcola quanti grammi di ferro si possono preparare da 30,6 grammi di ematite e il volume di CO necessario per la reazione. Giustifica i risultati con gli opportuni calcoli. 4. L ammoniaca, ad alta temperatura, si combina con l ossigeno dando monossido di azoto ed acqua: 4NH O 2 4NO + 6H 2 O Se nel recipiente in cui avviene la reazione si trovano 38,25 grammi di ammoniaca e 50,4 litri di O 2, determina: - qual è il reagente limitante - quanti litri di NO e quanti grammi di acqua si ottengono ipotizzando un rendimento del 100% - quanti grammi del fattore in eccesso si avanzano in tal caso - Un campione di minerale contenente rame ha una massa di 40 grammi. Si fa reagire tale minerale utilizzando una soluzione 1,5 M di H 2 SO 4. Vengono consumati 90 millilitri di tale soluzione e poi la reazione si interrompe.. La reazione è la seguente: Cu + 2H 2 SO 4 CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O Calcola: a) la percentuale di rame contenuta nel campione di minerale; b) il volume di SO 2 che si sviluppa. - Dovendo preparare 250 ml di soluzione 1,5 M di CaCl 2 in acqua di quanti grammi di CaCl 2 avresti bisogno? Partendo da questa soluzione quanti millilitri ne dovrai prelevare per ottenere 100 millilitri di soluzione 0,5 M? Giustifica tutti i passaggi con gli opportuni calcoli. - Considera la seguente reazione KCl + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + HCl Se dispongo di 3,48 grammi di KCl e di 5 grammi di H 2 SO 4 quanti litri di HCl si formeranno? Quanti grammi avanzeranno del fattore in eccesso? Giustifica con gli opportuni calcoli

4 - Considera 250 grammi di HNO 3. Quanti atomi di H contiene tale quantitativo? Quanti grammi di Ca(OH) 2 bisognerà prendere per avere, in tale composto, lo stesso numero di atomi di H presenti nel composto precedente? Giustifica con gli opportuni calcoli. - Lo Space Shuttle usa l alluminio metallico e il perclorato di ammonio (NH 4 ClO 4 ) nei suoi razzi di spinta riutilizzabili. I prodotti della reazione sono l ossido di alluminio (Al 2 O 3 ), il cloruro di alluminio (AlCl 3 ), il monossido di azoto (NO) e acqua. Scrivi e bilancia la reazione. Se la miscela di reazione contiene 5,75 grammi di Al e 57,45 grammi di perclorato di ammonio quale dei due non verrà consumato per intero? Quanti grammi ne avanzeranno? Ipotizzando che, partendo dai quantitativi precedentemente indicati, si formino soltanto 12,5 grammi di cloruro di alluminio quale sarà, in tal caso, la resa percentuale della reazione? - Una vite, composta di ferro puro al 90%, ha una massa totale di 6 grammi. Se la metto in 750 millilitri di soluzione 0,2 M di HCl osserverò che la vite comincia a consumarsi in quanto il ferro reagisce con HCl. In tale reazione chimica si formerà idrogeno e FeCl 2. Verifica con gli opportuni calcoli, dopo aver scritto la reazione, se la vite si consumerà del tutto oppure, se, a reazione conclusa, ne rimarrà un pezzo. In questo secondo caso calcola quanti grammi ne rimarranno. (ti viene chiesto di calcolare gli eventuali grammi di ferro rimasti, non comprensivi delle impurità di cui è composta la vite). - Se io utilizzo 125 grammi di Na 2 SO 4 per preparare 1,5 litri di soluzione, quale sarà la molarità di tale soluzione? Se aggiungo a tale soluzione 2 litri di acqua distillata quale sarà la nuova molarità della soluzione? Giustifica con gli opportuni calcoli. - Acquisto una bottiglia di HCl in soluzione 10 M. Se io desidero preparare, partendo da questa, 150 millilitri di soluzione 0,2 M quale volume dovrò prelevare dalla soluzione di partenza? Giustifica con gli opportuni calcoli. - Facendo reagire 150 grammi di Mg(ClO) 2 con 300 grammi di Fe 2 (SO 4 ) 3 ottengo MgSO 4 e Fe(ClO) 3. Quanti grammi di ciascun prodotto si formeranno? Quanti grammi avanzeranno del fattore in eccesso? - Facendo reagire 125 litri di HF con 180 grammi di Cu(OH) 2 si ottengono CuF 2 e acqua allo stato gassoso. Quanti grammi di CuF 2 e quanti litri di acqua si ottengono in tale reazione? 1. Scrivi la formula dei seguenti composti NOMENCLATURA Idrossido piombico.. Solfuro di argento Anidride clorica.

5 Ossido di litio Fosfito mercurioso. Acido nitroso. Ipoclorito di magnesio.. Solfito di alluminio Cromato rameico Carbonato di berillio Fosfato rameico.. Acido permanganico.. 2. Scrivi il nome dei seguenti composti seguendo la nomenclatura tradizionale. Per le formule scritte in grassetto indica, anche, il nome secondo la nomenclatura IUPAC. P 2 O 5. K 2 CrO 4.. H 2 S.. SiO 2. Fe(ClO) 2. Ga(OH) 3. NaI Ca(MnO 4 ) 2.CuSO 3. Al 2 (CO 3 ) 3 HgO. 3. Scrivi in modo completo e bilancia le seguenti reazioni Reazione di sintesi dell acido silicico Ossido di potassio + acqua. Idrossido di magnesio + solfato di magnesio + acqua Calcio + acido nitroso Anidride carbonica + Ossido di sodio 1. scrivi la formula dei seguenti composti Acido solfidrico.. Cloruro di Magnesio Anidride perclorica. Idrossido rameico Solfito di calcio. Clorato di zinco. Nitrito di magnesio.. Fosfato ferrico Solfato di boro Permanganato di calcio Acido nitrico.. 2. Scrivi il nome dei seguenti composti seguendo la nomenclatura tradizionale B 2 (SO 3 ) 3. Fe(OH) 3.. HClO 2.. CH 4. Ca(ClO 4 ) 2. Li 2 O. Ca 3 (PO 4 ) 2 MgSO 4.CuClO. BeBr 2. KMnO Scrivi e bilancia le seguenti reazioni: - Idrossido ferroso + acido carbonico - Ossido rameico + acqua

6 4. Scrivi la reazione di sintesi dei seguenti composti (nel caso ne conosca più di una scegli, per ciascun composto, quella che preferisci) - Anidride perclorica - Acido nitroso - Solfato di calcio Rappresenta la struttura di Lewis e la geometria molecolare delle seguenti molecole. H 2 O CH 4 HCN HNO 3 H 2 CO 3 SO 2 SO 3 NH 3 BeCl 2 H 2 S EQUILIBRI CHIMICI E ph 1. Calcola il valore della k eq del seguente equilibrio omogeneo allo stato gassoso sapendo che ad una temperatura di 750 C le concentrazioni rilevate, all equilibrio, sono le seguenti: 0,053 mol/l di diossido di carbonio; 0,047 mol/l di acqua; 0,047 mol/l di monossido di carbonio e 0,053 mol/l di idrogeno. H 2 + CO 2 H 2 O + CO In base al valore ottenuto che cosa si può dire sulla posizione dell equilibrio? In quali modi si può modificare tale valore di k? 2. Dopo aver definito cosa si intende con acido secondo Bronsted e Lowry scrivi quali sono gli acidi, le basi e i rispettivi acidi/basi coniugati nei seguenti equilibri: HNO 3 + OH - NO H 2 O CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COO Qual è l effetto di una variazione della temperatura e della pressione sui seguenti equilibri omogenei in fase gassosa? (Le reazioni vanno bilanciate) CH 4 + H 2 O CO + H 2 Endotermica NH 3 + O 2 NO + H 2 O Esotermica NOCl NO + Cl 2 Endotermica 4. Calcola il valore della concentrazione all equilibrio di Cl 2 nel seguente caso: Cl 2(g) + F 2 (g) 2ClF (g) sapendo che [F 2 ] = 1,07 mol/litro; [ClF] = 2,34 mol/litro e K eq = 20

7 5. Come reagisce l equilibrio dell esercizio precedente a seguito delle seguenti variazioni? a. Aggiunta di cloro b. Aumento della pressione c. Aumento della temperatura, sapendo che la reazione diretta è esotermica Il valore di K eq = 20 dell equilibrio analizzato resterà inalterato, aumenterà o diminuirà a seguito delle variazioni indicate? Giustifica le risposte. 6. Calcola il valore del ph di due litri di soluzione ottenuti utilizzando 0,8 grammi di NaOH 7. Ho 500 millilitri di una soluzione di HNO 3 (un acido forte) a ph 2. Quanti grammi di acido sono contenuti in tale soluzione? Quanti grammi di NaOH (base forte) dovrò aggiungere per ottenere un ph 13? (considera che l aggiunta non faccia variare il volume in modo significativo) Se poi diluissi con acqua distillata tale soluzione fino ad ottenerne un litro, che ph otterrei? Ivrea, 9 giugno 2016 Il Docente Severino Morgando