PROVA SCRITTA DI CHIMICA GENERALE ED INORGANICA Scienze e Tecnologie per l Ambiente 2 Aprile2014

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1 2 Aprile2014 3) È consentito soltanto l'uso della calcolatrice e della tavola periodica. Appunti, testi, cellulari e altri dispositivi elettronici vanno lasciati all ingresso o consegnati. 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.

2 25 Giugno ) È consentito soltanto l'uso della calcolatrice e della tavola periodica. Appunti, testi, cellulari e altri dispositivi elettronici vanno lasciati all ingresso o consegnati. A 1) Indicare struttura di Lewis, cariche formali, geometria, ibridizzazione dell atomo centrale ed eventuale presenza di momento dipolare per: SO 2, CCl 4 e NO ) a) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione 0.2 M di cloruro di ammonio (NH 4 Cl, la K b per NH 3 è pari a ). b) Dire se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: CH 3 COONa, KClO 2 e NaNO 3. Motivare le ragioni della risposta. 3) a) Elencare le proprietà colligative e scrivere le relazioni che ne riassumono le proprietà. b) Bilanciare l equazione qui di seguito riportata: KBrO 3 + FeSO 4 + H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 + KBr + H 2 O 4) a) Calcolare la solubilità del solfato di piombo (PbSO 4 ) a 25 C in una soluzione acquosa ed in una soluzione contenente 0.1 M di Pb(NO 3 ) 2 (K ps per PbSO 4 = ). b) Descrivere brevemente le proprietà dei metalli alcalini ed alcalino-terrosi. 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 H 2 che si sviluppa agli elettrodi in seguito al passaggio di una corrente di 3.0 A per 4 ore, a temperatura e pressione ambiente.

3 25 Giugno ) È consentito soltanto l'uso della calcolatrice e della tavola periodica. Appunti, testi, cellulari e altri dispositivi elettronici vanno lasciati all ingresso o consegnati. B 1) Indicare struttura di Lewis, cariche formali, geometria, ibridizzazione dell atomo centrale ed eventuale presenza di momento dipolare per: PCl 3, BF 3, PO ) a) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione 0.2 M di acetato di sodio (CH 3 COONa. la K a per CH 3 COOH è pari a ). b) Dire se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: NH 4 Cl, LiBrO 2 e NaBr. Motivare le ragioni della risposta. 3) a) Bilanciare la seguente reazione di ossido-riduzione: Ag + H 2 S + O 2 Ag 2 S+ H 2 O b) Elencare le proprietà colligative e scrivere le relazioni che ne riassumono le proprietà. 4) a) Calcolare la solubilità del solfato di bario (BaSO 4 ) a 25 C in una soluzione acquosa ed in una soluzione contenente 0.1 M di Ba(NO 3 ) 2 (K ps per BaSO 4 = ). b) Descrivere brevemente le proprietà degli alogeni. 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 O 2 che si sviluppa agli elettrodi in seguito al passaggio di una corrente di 4.0 A per 3 ore, a temperatura e pressione ambiente.

4 2 Luglio ) Indicare formule di Lewis, geometria e presenza di eventuale momento dipolare per: SF 6, ClO 3 - e CO 2. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione della base etilammina (CH 3 -CH 2 -NH 2, forma protonata CH 3 -CH 2 -NH 3 + ) 0.6 M, sapendo che la K b = b) Calcolare il ph ottenuto aggiungendo a 15 ml della precedente soluzione, 15 ml di una soluzione 0.3 M di HCl. 3) a) Definire la pressione osmotica e descrivere brevemente il processo di osmosi inversa. b) Bilanciare la seguente reazione in soluzione acquosa: HNO 3 (aq) + SO 2(g) H 2 SO 4(aq) + NO (g) 4) a) Calcolare il volume occupato da 30.0 g di ossigeno ad 1 atm e 25 C. b) Scrivere la legge di Raoult e disegnarne un grafico per un sistema costituito da una miscela di due componenti A e B di cui solo A sia volatile. 5) Calcolare il tempo necessario per depositare all elettrodo la massa di metallo di 1.55 g ottenuta durante l elettrolisi di una soluzione di AuCl utilizzando una corrente di 2.50 Ampere. Scrivere le reazioni che avvengono agli elettrodi, ed indicare a quale elettrodo avviene la reazione di formazione dell oro.

5 17 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: KBrO 4, Ca(NO 3 ) 2 b) Schematizzare la configurazione elettronica completa dello zolfo (ottenuta attraverso lo schema per il riempimento). 2) a) Calcolare il ph a 25 C di una soluzione acquosa 0.2 M in acido cloroacetico (ClCH 2 C(O)OH, indicare con HA) e 0.1 M in cloroacetato di sodio (ClCH 2 C(O)ONa, indicare con NaA), sapendo che per l acido, K a = b) Dire se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: carbonato di sodio, cloruro di ammonio e nitrato di potassio. Motivare le ragioni della risposta. 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) Elencare le proprietà colligative dandone breve descrizione. 4) a) Calcolare la solubilità del bromuro rameoso (CuBr): I) in acqua; II) in 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 1.00 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.

6 1 Ottobre ) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti specie chimiche: CO 2, ione carbonato, PF 5. 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 propionato di potassio (sale di potassio dell acido propionico, indicare con KA), sapendo che la K a per l acido (HA) è pari a b) Delle seguenti tre coppie di reagenti, indicare quale coppia può essere utilizzata per preparare un tampone, e se il ph del tampone risultante sarà acido o basico: NaOH 0.1 M e HNO M NaOH 0.1 M e NH 3(aq) 0.2 M NaOH 0.1 M e CH 3 COOH 0.2 M 3) a) Indicare e discutere i numeri quantici per un atomo. b) Si sciolgono 1.30 g di Ca(NO 3 ) 2 in acqua. Il volume della soluzione è 300 ml. Calcolare la pressione osmotica della soluzione a 37 C. 4) a)scrivere la costante di equilibrio, sia in funzione delle pressioni che delle concentrazioni, per la seguente reazione: 2 NO (g) + Cl 2(g) 2 NOCl (g). Descrivere come l aumento della pressione influenzi la reazione. b) Bilanciare la seguente reazione redox: KClO 3 + H 2 S KCl + S + H 2 O. 5) Una soluzione acquosa di un sale di rame(i) viene elettrolizzata facendo passare una corrente di 3.0 A per 2 h 30 min. Indicare quanti grammi di metallo si ottengono, e su quale elettrodo avviene la reazione.

7 2 Dicembre ) Scrivere le formule di Lewis delle seguenti specie chimiche: AsCl 3, 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 soluzione acquosa a 25 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 20.0 L alla pressione di 1.0 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 3.5 A attraverso una soluzione di ZnCl 2 per fare depositare 2.00 g di zinco. Scrivere le reazioni che avvengono agli elettrodi, ed indicare a quale elettrodo avviene la reazione di formazione dello zinco.

8 18 Febbraio ) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per I 3 - e per gli anioni dei sali: nitrato di sodio, perclorato di potassio. 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 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 solubilità di AgBr in una soluzione di MgBr M sapendo che la K ps per AgBr è pari a b) Descrivere la molecola biatomica O 2 secondo la teoria dell orbitale molecolare. Indicare l ordine di legame e se la molecola è paramagnetica o diamagnetica. 4) a) L acido solforico viene commercializzato in soluzioni acquose contenenti il 96% (m/m) di H 2 SO 4 e di densità pari a 1.36 g/ml. Calcolare la molarità della soluzione commerciale. 5 ml di tale soluzione vengono diluiti con acqua fino a raggiungere un volume finale di 0.10 L. Calcolare la molarità della soluzione così ottenuta. b) Elencare e fornire una breve descrizione delle proprietà colligative. 5) Calcolare il tempo necessario per depositare 2.5 g di argento durante l elettrolisi di una soluzione di AgCl utilizzando una corrente di 50 Ampere. Specificare l elettrodo sul quale si deposita il metallo.

9 1 Aprile ) È consentito soltanto l'uso della calcolatrice e della tavola periodica. Appunti e testi vanno consegnati. 1) Scrivere le formule di Lewis, l ibridizzazione dell'atomo centrale, la geometria molecolare ed eventuale presenza di momento dipolare per NH 3, SF 6 e per l anione del sale fosfato di potassio. 2) a) Calcolare il ph di una soluzione preparata sciogliendo 500 mg di acido acetico (CH 3 COOH, K a = ) in acqua, con un volume finale di 200 ml. b) Stabilire se le soluzioni acquose dei seguenti sali hanno ph acido, basico o neutro: NaHSO 4, NaNO 3 e NH 4 Cl. 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. 40 ml di una tale soluzione vengono diluiti con acqua fino a raggiungere un volume finale di 1.00 L. Calcolare molarità e pressione osmotica a 25 C della soluzione così ottenuta. 4) a) Calcolare la solubilità di BaF 2 (K ps = ) in acqua pura ed in una soluzione 0.3 M di NaF. b) Descrivere gli orbitali di tipo p. 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 (Cu 2+ /Cu) = 0.34 V; E (Fe 3+ /Fe 2+ ) = 0.77 V].