GIOCHI DELLA CHIMICA REGIONALI 2019 classi AB

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  1. Un nastrino di magnesio, dal peso di 48,6 g, viene sciolto in un eccesso di aci­do solforico. Il gas che si forma viene fatto reagire quantitativamente con un eccesso di ossigeno molecolare. Indica­re la risposta che elenca la sostanza for­matasi da quest’ultima reazione e la sua quantità espressa in grammi :
  1. SO3; 80, 1 g
  2. SO3; 160,2 g
  3. H2O; 18,0 g
  4. H2O; 36,0 g

soluzione

L’acido solforico scioglie il Magnesio formando il Solfato di Magnesio MgSO4 secondo la reazione:

Mg + H2SO4 –> MgSO4 + H2

Il gas H2 che si sviluppa viene fatto reagire con O2 in eccesso  e si forma H2O. Per calcolare la quantità di H2O che si forma dobbiamo conoscere quanto H2 si è formato e ciò è possibile ricordando che nella reazione   Mg + H2SO4 –> MgSO4 + H2  vengono fatti reagire 48,6 g di Mg pertanto

se da un atomo di Mg che pesa 24,3 g si ottiene 1 molecola di idrogeno che pesa 2 g da 48,6 g di Mg se ne ottengono X molecole che pesano :

24,3: 2 = 48,6 :X     X= 4,0 g

infine siccome da 2 g di H2 si ottiene H2O che pesa 18 g(2g di H +16 g di O) da 4,0 g di H2 si otterranno

2:18= 4,0 :X X= 36,0 g

risposta corretta D

2-Indicare il numero di molecole di ossi­geno che reagiscono con 53,96 g di allu­minio per ottenere l’ossido di allumini­o

  1. 6,022 x 1023
  2. 9,033 x 1023
  3. 18,07 x 1023
  4. Nessuna delle precedenti opzioni è cor­retta

soluzione

la reazione di formazione dell’ossido di alluminio è     6 Al +3O2 –> 3 Al2O3

l’ossigeno è un ossidante ed infatti l’alluminio si ossida e l’ ossigeno si riduce quindi si tratta di una reazione di ossidoriduzione

3[O    +2e       –> O-2

2[Al°               –> Al+3 + 3 e


3 O + 2 Al       –> 2Al+3  + 3 O-2

quindi la reazione bilanciata è 3 O2 + 6 Al –> 3Al2O3

In una molecola si Al2O3 vi sono pertanto  2 atomi di Al  e 3 di ossigeno

1 atomo di Al pesa 26,98 g  e quindi in questa quantità (detta 1 grammoatomo) vi sono 6,02 x 1023 molecole pertanto 53,96 g di Al corrispondono a 2 atomi di Al.

osservando la formula dell’ossido di alluminio Al2O3    si vede che  2 Al reagiscono con 3 di O (cioè 1,5 molecole di O2) pertanto

le molecole di ossigeno che reagiscono con 53,6 di Al (2 di Al) sono 1,5 x 6,02 x 10 23  = 9,03 x 1023

Risposta corretta B

3-Indicare la risposta che elenca, in ordi­ne sparso, i coefficienti stechiometrici necessari a bilanciare la seguente rea­zione:

P4O6 + Al + HCl –> PH3 + AlCl3 + H2O

  1. 1, 2, 4, 8, 8, 8
  2. 2,2,6,6,8,8
  3. 2,4,4,6,6,24
  4. 1,4,6,8,8,24

soluzione

La reazione è una ossidoriduzione

3[P4 O6   + 24 e + 12H+  –> 4 P-3 + 6H2O

24[Al                                   –> Al+3  +3e

—————————————————–

3P4O6 + 24 Al + 36 H+    –> 12 P-3  +24 Al + 18H2O

da questa reazione si vede che si forma PH3 ed AlCl3 quindi la reazione bilanciata è

P4O6 + 8 Al +24 HCl –> 4PH3 + 8AlCl3 + 6H2O

risposta corretta D cioè 1,4,6,8,8,24

4-Il dottor McCoy sta analizzando  le energie di ionizzazione di una sostanza elementare. Queste sono riportate di seguito:

I° :  786,5 kJ/mol;      2°: 1577,1 kJ/mol;

3°: 3231,6 kJ/mol;     4°: 4355,5 kJ/mol;

5°: 16091 kJ/mol;       6°: 19805 kJ/mol;

7°: 23780 kJ/mol;      8°: 29287 kJ/mol.

Ne deduce quindi il gruppo di appartenenza. Indicare quale:

A) 2

B)  13

C)  14

D) 15

soluzione

L’energia di ionizzazione di un atomo o di una molecola è l’energia minima richiesta per allontanarne un elettrone e portarlo a distanza infinita, a 0 K e in condizioni di energia cinetica nulla. Quindi l’energia necessaria per far avvenire il seguente processo: X(g) → X+(g) + e I.

L’energia di ionizzazione viene talvolta chiamata EI1 o più spesso sem7,2plicemente I1; i pedici stanno ad indicare che si tratta dell’energia di prima ionizzazione.
In maniera analoga si definiscono le successive:

X+(g) → X2+(g) + e   I2     Energia di seconda ionizzazione
X2+(g) → X3+(g) + e   I3   Energia di terza ionizzazione
L’unità di misura con cui vengono espresse è quasi sempre eV, elettronvolt più raramente si usano in KJ/mol

l’andamento dei valori è il seguente

786,5 KJ/mol  è l’  EI1  del Silicio ed i dati del dr McCoy indicano che il gruppo è il 14 cioè il gruppo del Carbonio cui il silicio appartiene.

5-Uno studente sta pesando dello iodio,che appare sotto forma di cristalli viola. La bilancia segna un peso di 0,5080 g. A quante moli di iodio corrisponde tale massa?

  1. A) 2,00 mmol
  2. B) 4,00 mmol
  3. C) 2,00 mol
  4. D) 4,00 mol

soluzione

Una molecola di iodio è costituita da 2 atomi cioè I2, ogni molecola pesa 2x 126,9 g cioè 253,8 g .

pertanto se 1 mole pesa 253,8 g allora 0,5080 corrispondono ad X moli

1 : 253,8 = X : 0,5080     X= 2,00 x 10-3 moli

2,00 x 10-3 moli  corrispondono a 2,00 mmoli (millimoli).

risposta corretta A

6-Indicare la risposta che elenca, in ordine sparso, i coefficienti stechiometrici necessari a bilanciare la seguente rea­zione:

Ca3(PO4)2 + SiO2 + C <=> P4 + CaSiO3 + CO

  1. A) 1 2,2,6 ,6, 10
  2. B) 1, 2, 6, 6, 10, 10
  3. C) 2,6,6 , 10, 10, 10
  4. D) 2,2,6,6, 10, 10

soluzione

nella reazione non bilanciata

Ca3(PO4)2 + SiO2 + C  CaSiO3 + CO + P4

i numeri di ossidazione di ciascun partecipante alla reazione sono:

in PO4-3 P ha n.o.+ 5

in P4        P ha n.o. 0 (zero)

Ca+2 non varia n.o. nella reazione

Il Si ha n.o. +4 ma non varia nel corso della reazione infatti SiO2 forma SiO4-2

il C invece da n.o. zero alla fine della reazione cambi in n.o. +2

La reazione di ossidoriduzione quindi è :

20 10 [C + H2 CO + 2H+ + 2e

2  1[2 PO4-3  + 20 H+ + 20 e  P4 + 10 H2O

________________________________

10 C + 2 PO4-3 + 10 H2O + 20 H+   P4 + 10 CO + 20 H+ + 10H2O

semplificando

10 C + 2 PO4-3    P4 + 10 CO e ne consegue che la reazione si scrive:

2Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C   P4 + 10CO + 6 CaSiO3

la risposta corretta è B cioè 1,2,6,6,10,10

7) Indicare la risposta che elenca le mole­cole disposte in ordine crescente di angolo di legame:

A) BH3, CH4, NH3,H2O
B) CH4, NH3, BH3, H2O

C) H2O, NH3, CH4, BH3
D) CH4, BH3, NH3, H2O

soluzione

il metano possiede 4 orbitali ibridi SP3 i cui angoli sono 109°,28′

L’ ammoniaca NH3

modello molecolareformula di struttura

possiede 3 orbitali ibridi SP3 ma un doppietto elettronico non impegnato in legami e questo influisce sull’ angolo di legame N-H che infatti è 107°,8′ cioè leggermente più piccolo del legame SP3 del CH4.

Nel composto BH3 (Borano) il boro possiede tre elettroni spaiati che formano i legami con l’idrogeno .  Poichè si lega a tre atomi di idrogeno, al boro rimane un orbitale p vuoto. Questo rende la molecola molto reattiva: il borano, infatti dimerizza con facilità diventando diborano B2H6 la cui struttura è costituita da due atomi di idrogeno centrali che distribuiscono la coppia elettronica di legame tra entrambi gli atomi di boro così da formare un legame a tre centri come è evidenziato in figura:

in tal caso l’angolo BHH è di 120°  .

L’H2O ha struttura tetraedrica

tuttavia i due orbitali di non legame presenti sull’ossigeno si respingono tanto che l’angolo tra ossigeno ed idrogeno è di 104°,45′

In definitiva l’ordine crescente è H2O, 104,45 ° NH3  107,8° , CH4 109,28°, BH3 120°

risposta corretta C

8-L’Economia Atomica (Atom Economy; AE) è un metodo con cui dare una misu­ra di sostenibilità
di una reazione e fu introdotta con la nascita della Green  Chemistry. Essa è una misura di quanti atomi, contenuti nei reagenti, finiscano efficacemente nei prodotti. L’ AE si mi­sura mediante la formula:
AE= 100 x (massa molare del prodotto desiderato x coefficiente stechiometri­co)/ (somma delle masse molari dei re­agenti, ognuno moltiplicato per il suo coefficiente stechiometrico).
Più è alta questa percentuale e meno atomi andranno sprecati in prodotti indesiderati, generando così una minore quantità di sottoprodotti. Un chimico dovrebbe, quindi, progettare le sue reazioni in modo da massimizza­re questo valore ( oltre a rispettare gli altri li principi della
Green Chemistry). Date le seguenti reazioni quantitati­ve, indicare quella di produzione del
solfato di calcio (prodotto desiderato)  con efficienza atomica più alta.

A) H2SO3 +Ca(OH)2–> CaSO3 + 2H2O

B) Ag2SO3+ CaCl2–> 2AgCl + CaSO3

C) H2SO4+Ca(OH)2–> CaSO4 + 2H2O

D) Ag2SO4+ CaCl2–> 2AgCl + CaSO4

soluzione

Il solfato di calcio CaSO4 è il prodotto desiderato come detto la formula da applicare in questo caso è:

ΔE = 100 x 136,15 / 98 + 74,1   = 13615/ 172,1 = 79,11  per la reazione C

ΔE= 100 x 311,78 / 286,64 + 110,99 = 31178 / 397,63 = 78,4 per la reazione D

Da questi dati si nota che la reazione che utilizza più atomi per la formazione del prodotto è la reazione C

9-Indicare la sequenza di numeri quantici  che possono descrivere l’elettrone di un orbitale 3d.
A) n=4,    l=4,     m=+2,     s=+l/2
B) n=4,    l=3,     m=-2,      s=+1/2
C) n= 3,   l= 2,    m= +2,    s= +1
D) n=3,    l=2,     m=-2,      s=+1/2

soluzione

l’elettrone 3d è un elettrone con numero quantico principale n=3

in questo caso l può assumere valori compresi tra 0 ed n-1 quindi si possono avere 3 valori di l

l=0   l=1    l=2

per ogni valore di l vi possono essere tanti stati m quanti sono i valori compresi tra +l,0,-l

quindi per l=0 si può avere solo m=0  (stato S)

per l=1 si possono avere 3 valori di m  cioè +1,0,-1  (3 stati P)

per l=2 si possono avere 5 valori di m cioè +2,+1,0,-1,-2 (5 stati d)

per tutti questi stati il valore dello spin del singolo elettrone può essere s=± 1/2

da quanto detto si evince che l’elettrone che si trova in uno stato d deve avere

n=3  l=2 m=2, 1,0,-1,-2 ed s=± 1/2

la risposta corretta è D

(non può essere C perchè il valore di spin pari ad 1 si può avere solo per una coppia di elettroni non per un singolo elettrone. Infatti per 2 elettroni la molteplicità di spin può essere calcolata da 2S+1 )

10 ) Completare in modo corretto la se­guente espressione: L’emissione di una particella β¯ da parte di un nucleo di un atomo comporta :

A) … un aumento di una unità del numero atomico
B) … una diminuzione di una unità del numero atomico

C) … un aumento di una unità del numero di massa
D) … una diminuzione di quattro unità del numero atomico

soluzione

Le particelle beta (β), sono particelle espulse dal nucleo di un atomo in un processo noto come  Decadimento Beta. Esistono due forme di decadimento beta, β e β+, che emettono rispettivamente un elettrone o un positrone.

 

Nel decadimento β, un neutrone viene convertito in un protone ,un elettrone ed un antineutrino elettronico .

Nel decadimento β+ (nei  nuclei ricchi di protoni), un protone interagisce con un antineutrino elettronico per dare un neutrone e un positrone (il decadimento diretto del protone in positrone non è stato ancora osservato):

Poichè nel decadimento β−  si forma un protone, è evidente che aumenta di una unità la massa del nucleo  quindi del numero di massa

risposta corretta C

11) In un recipiente vengono posti 18 g di idrogeno e 56 g di azoto affinché reagi­scano per dare ammoniaca secondo la reazione da bilanciare:
H2+N2<=>NH3
Indicare quale delle seguenti afferma­zioni è corretta:
A) l’idrogeno è il reagente in eccesso.
B) l’azoto è il reagente in eccesso.
C) reagenti sono in quantità stechiome­triche esatte.
D) la resa teorica è di 74 g di ammoniaca.

saoluzione

dalla reazione si evince che ogni 2 grammi di idrogeno occorrono 28 grammi di azoto pertanto per 18 g di idrogeno occorrono 252 grammi di azoto. Da questi dati si evince che rispetto all’azoto la quantità in eccesso è quella dell’idrogeno.

risposta corretta A

12) Indicare, tra seguenti legami covalenti, quello più polare:
A) legame H-F
B) legame B-F
C) legame C-F
D) legame O-F

soluzione

la polarità è una proprietà delle molecole in cui  una parte della molecola presenta una parziale carica positiva su una parte di essa ed una carica parziale negativa sulla parte opposta . Le molecole che  presentano il fenomeno della polarità sono dette polari .

Il grado di polarità di un legame covalente dipende dalla capacità relativa degli atomi legati di attrarre gli elettroni cioè dalla loro elettronegatività. La differenza tra i due vettori che rappresentano l’elettronegatività   dei singoli atomi permette di stimare il grado di polarità di un legame. Perciò il grado di polarità varia all’aumentare della differenza di elettronegatività tra gli atomi coinvolti nel legame.

il fluoro ha elettronegatività 4.0 , l’H ha elettronegatività 2.1 , il B ha elettronegatività 2.0 ,il C ha elettronegatività 2,5

la differenza di elettronegatività è maggiore tra B ed F

si deduce che la risposta corretta è B
13) Individuare la risposta che indica la  massa di rutenio costituita da 1,204 x 1021 atomi dell’elemento.
A) 202,0 g
B) 202,0 mg
C) 101,0 g
D)101,0 mg

soluzione

sappiamo che in una quantità pari al peso atomico di un qualsiasi atomo vi sono 6,02 x 1023 atomi quindi poiché il peso atomico del rutenio è 101,07 U  è evidente che una quantità pari a 1,204 x 1021 atomi sarà contenuta in X g

101,07 : 6,02 x 1023 = X : 1,204 x 1021

X= 20,214 x 10-2  g = 0,20214 g = 202,14 mg

la risposta corretta è B

14) Indicare tra  i seguenti elementi quello che forma con cloro il legame covalente più polare:
A) Li
B) K
C) Ce
D) Nessuna delle precedenti opzioni è cor­retta

soluzione

Il grado di polarità di un legame covalente dipende dalla capacità relativa degli atomi legati di attrarre gli elettroni cioè dalla loro elettronegatività. La differenza tra i due vettori che rappresentano l’elettronegatività   dei singoli atomi permette di stimare il grado di polarità di un legame. Perciò il grado di polarità varia all’aumentare della differenza di elettronegatività tra gli atomi coinvolti nel legame.

In questo caso,tuttavia, nessuno degli atomi forma legami covalenti per cui la risposta corretta è D

15) Indicare la risposta che mostra il legame polarizzato in maniera corretta:
A) Hδ+ -Mgδ-
B) Iδ+-CIδ- 
C) Iδ- _ Clδ+
D)  Oδ- -Fδ+ 

soluzione

la polarità è una proprietà delle molecole in cui  una parte della molecola presenta una parziale carica positiva su una parte di essa ed una carica parziale negativa sulla parte opposta . Le molecole che  presentano il fenomeno della polarità sono dette polari .

Il grado di polarità di un legame covalente dipende dalla capacità relativa degli atomi legati di attrarre gli elettroni cioè dalla loro elettronegatività. La differenza tra i due vettori che rappresentano l’elettronegatività   dei singoli atomi permette di stimare il grado di polarità di un legame. Perciò il grado di polarità varia all’aumentare della differenza di elettronegatività tra gli atomi coinvolti nel legame. L’elettronegatività degli atomi in esame è:

H=2,1 F=4,0  I=2,5  Cl = 3,0  Mg=1,2 O= 3,5

da questi dati si osserva che la polarità corretta è Iδ+ Clδ-

risposta corretta B

16) Tra le seguenti molecole indicare quella in cui è presente almeno un legame doppio:
A) Cl2O
B) ONF
C) SbH3
D) SCl2

soluzione

Cl2O ha la seguente struttura:

La molecola SbH3 ha la struttura :

La molecola SCl2 ha la seguente struttura:

Come si vede, nessuna delle molecole sopra scritte possiede doppi legami.

La sola molecola che può presentare doppi legami è ONF infatti questa ha le seguente struttura:

tuttavia il doppietto elettronico dell’ossigeno si apre verso quest’ultimo provocando la seguente risonanza:

ne consegue che la risposta corretta è B

17) Sulla base dell’analisi delle forze inter­molecolari, identificare quale tra le se­guenti sostanze ha
il  punto di ebollizio­ne più elevato:
A) H2O
B) CH4
C) KCl
D) HCl

soluzione

l’acqua possiede tra le molecole solo forze attrattive  quali legame idrogeno e forze di London ed ha un p.e. 100°C a t.a..Il metano CH4 è un gas ed ha un p.e.negativo (-161,5°C), HCl  ha p.e. -86,05°C ed ha legami idrogeno.

Il sale KCl si trova allo stato solido e fonde a 773°C  e quindi necessita di una T.eb. abbastanza elevata infatti bolle a 1413°C

La risposta corretta è C

18) Secondo la teoria VSEPR la geometria della specie chimica CH3+ è:
A) piramidale trigonale
B) aT
C) trigonale planare

D ) nessuna delle precedenti risposte è corretta

soluzione

mentre CH4 ha struttura tetraedrica in cui il C usa orbitali ibridi SP3 , il C in CH3+ utilizza orbitali ibridi SP2 in cui i tre legami idrogeno giacciono sullo stesso piano :

 

secondo la teoria VESPR ed il Metodo AXE abbiamo una molecola senza doppietti elettronici liberi quindi AX3 per cui la risposta corretta è  “trigonale planare” cioè C

19) Indica la riposta che indica il numero di atomi di calcio che costituiscono un campione di carbonato di calcio dal peso di 200 mg.
A) 1,20   x 1021 atomi di calcio
B) 1,20 x 10 24 atomi di calcio
C) 6,02 x 10 20 atomi di calcio
D) 6,02 x 10 23 atomi di calcio

soluzione

per prima cosa dobbiamo calcolare quanti grammi di calcio vi sono in 200 mg di CaCO3.

se in CaCO3 vi è un atomo di Ca in 0,200 g (200mg) ve ne sono X

100 : 40 = 0,200 :X     X= 0,08 g

sappiamo che in una quantità in grammi pari al peso atomico (40 g) vi sono 6,02 x 1023 atomi, quindi, in 0,08 grammi ve ne sono X

40 : 6,02 x 1023 = 0,08 : X     X= 0,01204 x  1023  atomi di Calcio cioè 1,2  x 1021 atomi

risposta corretta A

20) Indicare la risposta che elenca,in ordine sparso, i coefficienti stechiometrici necessari  a bilanciare la seguente reazione:
Fe 2O 3 + CO <=> Fe + CO2

A) 1, 2, 2, 3
B) 1, 2, 3, 3
C) 2,2,2,3
D) 2,2,3,3

soluzione

in presenza di C il Ferro +3 viene ridotto a Fe mentre il carbonio C+2 viene ossidato a C+4.

2[2Fe+3                     –>2Fe +6e

6[C +2                            —> C+4 + 2e

______________________

4 Fe+3 + 6 C+2           ——> 4Fe + 6C+4

dividendo tutto per 2

2 Fe+3 + 3 C +2         ——> 2Fe  + 3 C+4

la reazione bilanciata è pertanto

Fe2O3 + 3 CO  –> 2 Fe + 3 CO2

i coefficienti sono 1,3,2,3 per cui la risposta corretta è B

21) Individuare il solido nella cui soluzione satura c’è la concentrazione di ioni OH- più elevata:
A) Sn(OH)4
B) Pb(OH)2
C) Cu(OH)2
D) Sn(OH)2

soluzione

per calcolare [OH-] in soluzioni sature occorre conoscere il Kps di ogni solido :

Kps Sn(OH)4 = 1 x 10-57

Ksp = [Sn4+] [OH¯]4      1 x 10- 57 = (s) (4s)4  256s5 = 1 x 10-57     s = 1 x 10¯12 M

la [OH-] = 1 x 10-12 x 190,77= 190,77 x 10-12 g/L

Kps Pb(OH)2 = 2 x 10-16            2 x 10-16  = Sx (2S)2  = 4S3    0,5 x 10-16 = S3

S= 1,7 x 10-2,57 M  [OH-] =1,7 x 10-2,57 x 241,2 = 410 x 10-2,57 g/L

Kps Cu(OH)2 = 1,6 x 10-19            1,6 x 10-19 =4S3   4 x 10-20 =S3   

S= 1,58 x 10-2,71 M    [OH-] =1,58 x 10-2,71 x 97,6 = 154,2 x 10-2,71  g/L
Kps Sn(OH)2 = 2 x 10-26               2 x 10-26 =4S3      5 x 10-27 =S3

S= 1,7 x 10-3 M    [OH-]= 1,7 x 10-3  x 152,7 = 259,6 x 10-3  g/L

da questi dati si evince che la [OH-] in soluzione satura è maggiore per Pb(OH)2

risposta corretta B

22 ) Calcolare quante moli di NaBr si otten­gono mettendo a reagire 3,00 moli di BrO2 e 5,00 moli di NaOH che si trasformano seondo la reazione ( da bilanciare):
BrO2+ NaOH—>NaBr+ NaBrO3+ H2O
A) 3,22 mol
B) 0,50 mol
C) 1,48 mol
D) 2,22 mol

soluzione

la reazione bilanciata è:    6 BrO2 + 6 NaOH → NaBr + 5 NaBrO3 + 3 H2O

infatti la reazione è una dismutazione, ovvero il bromo si ossida e si riduce nella stessa reazione poiché passa da  n.o.+4 a -1(riduzione) e da n.o.+4 a +5(ossidazione)

quindi se da 6 moli si ottiene 1 mole di NaBr ovviamente da 3 moli si ottengono 0,5 moli di NaBr

risposta corretta B

23) Individuare nella soluzione acquosa 0,1 M di quale sale la solubiltà di AgBr è la minore:
A) NaCl
B) CaBr2
C) NaBr
D) AgNO3

soluzione

CaBr2, NaBr, AgNO3 presentano con AgBr uno ione a comune che provoca una diminuzione della solubilità.

Il Kps AgBr = 4,1 x 10-13  quindi la solubilità è data da    4,1 x 10-13  = [Ag+] [Br-]

4,1 x 10-13 = S x S     S2=  4,1 x 10-13   S= √  41 x 10-14  = 6,4 x 10– 7

l’aggiunta di Br- 0,1 M   provoca un aumento di Br- in soluzione per cui l’equilibrio

[Ag+][Br-] =Kps si sposta verso destra e si ha  S(S+0,1)=   4,1 x 10-13

da cui S2 + 0,1 S –   4,1 x 10-13  =0

Poiché il valore del prodotto di solubilità è molto piccolo si può trascurare S rispetto a 0.1

ovvero:

S + 0.1 ≅ 0.100

quindi Kps = 4,1 x 10-13  =0,1 S

S=4,1 x 10-13  /0,1      S=√ 4,1 x 10-12  

la solubilità è nettamente diminuita

Per quanto attiene il sale CaBr2 analogo procedimento  suggerisce che dal sale CaBr2 0,1M si forma 2[Br]= 0,1 M da cui [Br-]= 0,1/2 =0,05 M

Si deduce che  in questo caso 0,05 S = 41 x 10-14 da cui S = 8,2 x 10-15

Il caso di AgNO3 è analogo a quello del sale NaBr ma in questo caso aumenta Ag+ ma il calcolo della solubilità è identico e porta ad identico risultato.

Ne consegue che il sale che fa diminuire di più la solubilità è CaBr2

Risposta corretta B

24) Dai valori riportati nella Tabella allegata dei potenziali redox standard, quale
dei seguenti composti non è stabile?

A) AuI3
B) LiMnO4
C) FeI2
D) NaBiO3

soluzione

dai dati si osserva che l’oro ha E=1,5 ev e lo iodio ha E=0,55 ev .L’oro agisce da ossidante nei confronti di I- e quindi da questo si deduce che il composto  AuI3 è praticamente inesistente in quanto AuI3 si decompone immediatamente in AuI +I2.

Risposta corretta A

25) Indicare l’ordine crescente di concentrazione dei cationi in tre soluzioni sature rispettivamente di Ag2SO4 ,  BaSO4 ed Hg2SO4
A) [Ag+] >[Ba+2]>[Hg2+]
B) [Ba2+] > [Hg+2] > [Ag+]
C) [ Hg+2] >[Ba 2+] > [Ag+]
D) [Ba+2]> [ Ag+] > [Hg+2]

soluzione

In una soluzione satura la concentrazione di un catione dipende dal Kps

Kps= [Ag+]²[SO4-2] = 1,7 x 10-5               [Ag+]³ = 1,7 x 10-5      [Ag+] = 0,0257 M

Kps= [Hg+]² [SO4-2] = 6,8 x 10-7           [Hg+]³ = 6,8 x 10-7      [Hg+]= 0,008

Kps= [Ba+2][SO4-2] = 1,1 x 10-10           [Ba+2]² = 1,1 x 10-10        [Ba+2]= 1 x 10-5

l’ordine di concentrazione crescente è quiundi [Ba+2],[Hg+2], [Ag+]

 risposta corretta B

26) Dalla liquefazione dell’aria si ottiene l’azoto liquido. Quale volume di aria(in m3 ) misurati a 295,0 K ed alla pressione di 1,01 x 1o5 Pa) occorre liquefare per ottenere 1000,0 kg di N2 ? (si con­sideri che l’aria contiene il 21,0% V di O, ed il 79,0% V /V di N2)
A) 3500 m3
B) 1100 m3
C) 2500 m3
D) 8400 m3

soluzione

applichiamo la legge generale di stato dei gas   PV= g/PM RT

1,01 x 1o5 Pa V = (1 x 106 g /28) 8,314 x 295

V= (1 x 106 g /28) 2452,6 /1,01 x 1o5 = 87,59 x 106 /1,01 x 105

V=  867,3 x m

tuttavia essendo l’azoto contenuto per il 79%

se in 100 :79 = X :867,3   X =1100 m3 di aria

risposta corretta B

27) Il limite inferiore di infiammabilità del metano, uguale a 5,00% V /V (a 298,15 K ed alla pressione di 1,01 x 105 Pa) è il valore minimo di concentrazione nell’aria per provocare un’esplosione.
Quante bombole di metano da 400,0 L (a 298,15 K e 200,0 x 105Pa) devono essere svuotate in un capannone lungo 50,00 m, largo 10,00 m ed alto 9,51 m, affinché si raggiunga tale condizione di pericolo?

A) 5

B) 3

C)13

D) 25

soluzione

il volume del capannone  è dato da  10 x 9,51 x 50 = 4755 m3    ed il 5% è 237,75 m3

Essendo il limite di infiammabilità, fornito dal quesito,  relativo ad una pressione di 1,01 x 10 Pa occorre riportare il volume di 400 litri che è alla pressione di 200 x 105 Pa alla pressione di 1.01 x 10 Pa  ricordando che P1V1=P2V2

200 x 105 x 400 = 1,01 x 105 x X    X= 79207 L  = 79,2 m3 per ogni bombola a P= 1,01 x 105 Pa

Pertanto, ogni bombola che viene svuotata fornisce 79,2 m3.   Essendo il 5% del volume del capannone pari a 237,75 m3  per conoscere quante bombole possiamo svuotare per raggiungere questo volume, è sufficiente effettuare la proporzione:

se 1 bombola svuotata produce 79,2 m allora X bombole produrranno 237,75 m3

1:79,2 = X : 237,75      X= 3

quindi il limite massimo di bombole che si possono svuotare è 3 che è il limite di infiammabilità nel capannone.

risposta corretta B

28) La densità di un certo gas è 3,18 g/L  . La densità dell’idrogeno, nelle stesse condizioni, è 0,090 g/L. Calcolare massa molare del gas.
A) 71,2 g/mol
B) 87,5 g/mol
C) 96,1 g/mol
D) 66,3 g/mol

soluzione

Sappiamo che la densità assoluta di un gas è il rapporto tra la massa del gas e il volume da esso occupato e dipende dalla temperatura  T e dalla pressione P.
d = g / V    PV = (g / M)RT      d = g / V = PM/RT 8)
da cui M = gRT / PV
Se si ha un miscuglio di gas diversi, al posto di M si usa il peso molecolare medio del miscuglio cioè la somma dei pesi molecolari ciascuno moltiplicato per la sua frazione molare.
La densità relativa di un gas rispetto ad un altro è il rapporto fra la massa di un dato volume del primo gas e la massa di un ugual volume del secondo gas (a parità di T e P). In pratica, poiché per il principio di Avogadro volumi uguali di gas diversi (nelle stesse condizioni di T e P) contengono lo stesso numero di molecole (o moli), la densità relativa di un gas rispetto ad un altro è uguale al rapporto dei pesi molecolari o al rapporto delle densità assolute.

d1/M1 =d2/M2    pertanto 3,18 /M1 = 0.090 /2,016    M1 = 3,18 /0,090 x 2,016 = 71,2

risposta corretta A

29) In una soluzione di HCl 1 M, Sn2+ può reagire con Fe3+ secondo le reazioni:

2 Fe3+(aq) + Sn2+(aq) <=> 2 Fe2+(aq) + Sn4+(aq)
2 Fe3+(aq) + 3 Sn2+(aq) <=>2 Fe(s) + 3 Sn4+(aq)
La reazione produce Fe2+(aq) e non Fe(s).
Fornire una spiegazione.

A) Sn2+(aq) non è un riducente forte
B) Sn2+(aq)non è un ossidante forte
C) Sn2+(aq) è un riducente forte
D) Sn2+(aq) è un ossidante forte

soluzione

Consultando la tabella dei valori dei potenziali redox di Fe+3  e Sn+2 possiamo osservare che

Fe3+(aq) + e –   –> Fe2+(aq)        E=0,771 ev

Fe2+(aq) + 2 e –   –> Fe(s)             E= -0,44 ev

Sn4+(aq) + 2 e –  –> Sn2+(aq)      E= 0,15 ev

da questi valori si evince che l’ ossidante è il Fe+3  (E=0,771 ev) e lo stagno è riducente. (l’elemento con E più positivo agisce da ossidante rispetto a quello meno positivo o negativo), ma essendo E della reazione 2 pari a – 0,44 ev è evidente che lo stagno con E positivo non può ridurre il Fe+2 ad Fe(s) . Si deduce che lo stagno è un debole riducente.

La risposta corretta è A

30) Quante moli di acido nitrico sono necessarie per ottenere 25,00 moli di zolfo, secondo la reazione (da bilanciare)

P2S3(s) + HNO3(aq) + H2O(l)<= >H3PO4(aq)+ S(s) +NO(aq)

A) 34,0 mol
B) 11,0 mol
C) 27,8 mol
D) 18,9 mol

la reazione è una reazione redox in cui NO3- è l’ossidante

10[NO3-   + 4H+ + 3e      –> NO + 2H2O

3[2P+3    + 8H2O               –>2 PO4-3 + 16H+ + 4e

3[3S-2                                     –> 3S  + 6e

____________________________________

10 NO3- +6 P+3 + 9S-2 + 40H+ 24 H2O –> 10NO + 6PO4-3 + 48H+ + 9S

la reazione bilanciata è pertanto

3P2S3(s) + 10HNO3(aq) + 4H2O(l)<= >6 H3PO4(aq)+ 9 S(s) +10 NO(aq)

da 10 moli di acido nitrico si ottengono 9 di S  quindi da X moli se ne ottengono 25 moli

X= 10 x 25/9 = 27,8 moli

risposta corretta C

31) Nella figura i becher contengono volumi uguali di una stessa soluzione. Aggiungendo le due soluzioni indicate si ottengono gli effetti riportati in figura.
Consultando la Tabella delle costanti di solubilità, indicare che cosa c’è nella soluzione.

 

A) [OH– ] = 0,05 M
B) [NO3 –] = 0,05 M
C) [PO4 3–] = 0,05 M
D) [F– ] = 0,05 M

soluzione

sappiamo che precipita il composto che richiede meno reattivo  e quindi

Kps AgOH = 2 x 10-8      [Ag+][OH-]  = 5 x 10-2 x 5 x 10-2 = 2,5 x 10-3

questo valore supera di molto il valore di Kps quindi precipita

Ag con NO3- non forma  un precipitato

Kps  Ag3PO4= 8,9 x 10-17    3[Ag]3 [PO4-3] = 3X4= 81 x 10-8

Sr con OH- non forma precipitato quindi si deduce che la soluzione deve contenere OH-

risposta corretta  A

32) Calcolare le moli di zolfo necessarie per produrre 7,00 moli di solfuro di sodio, secondo la reazione (da bilanciare):
S(s)+ NaOH(aq) –>Na2S(aq)+ Na2S2O3(aq)+ H2O(aq)

A) 18,54 mol
B) 10,47 mol
C) 23,11 mol
D) 14,00 mol

soluzione

la reazione è una dismutazione in cui lo zolfo forma sia S-2 che  S2O3-2

4[S    +2e               –> S-2

2[2S  + 6OH-  +4e   –> S2O3-2 + 3H2O

_______________________________

4S +4S +12 OH- –> 4S-2  + 2S2O3-2 + 6H2O

semplificando

2S+2S +6OH- –> 2S-2 + S2O3-2 + 3H2O

la reazione bilanciata è :

4 S + 6 NaOH = 2 Na2S + Na2S2O3 + 3 H2O

se da 4 moli di S si ottengono 2 moli di Na2S da X moli se ne otterranno 7

4: 2 = X : 7    X= 7×4/2 = 14 moli di S

risposta corretta D

33) Quale delle reazioni indicate presenta la costante di equilibrio maggiore?

1) HNO2+ NH3 <=>NO2 – + NH4 +

2) CN– + H2O <=>HCN + OH–

3) BrO– + H2O <=> HBrO + OH–

4) N3 – + H2O <=> HN3 + OH–

A) 1
B) 2
C) 3
D) 4

soluzione

In tutte le reazioni è la quantità di idrogeno che risulta assumere il ruolo più importante, e l’HNO2 è un acido molto più forte dell’H2O ne consegue che la quantità di H+ disponibile è maggiore nella prima reazione che non nelle altre e la quantità di NH4+ che si forma è di gran lunga superiore ai prodotti delle altre reazioni. Ciò significa che la Keq per la prima reazione risulterà maggiore delle altre tre elencate.

Risposta corretta A

34) Si consideri un acido debole HA, con costante acida Ka. Stabilire quale colonna riporta i valori di pH corretti per i due valori di [A–]/[HA] (dove pKa= – logKa).

[A–]/ [HA]                                                pH

_______________________________________________
100                              pK – 2              pK /2         2 × pK               pK + 2

10                               pK – 1                pK /2        0,5 × pK             pK + 1

A)    pK – 2       pK – 1
B)   pK /2          pK /2
C)  2 × pK         0,5 × pK
D)  pK + 2        pK + 1

soluzione

per una reazione  HA<=> H+ + A-      [H+] [A-]/ [HA]  =Ka da cui [H+]= Ka [HA]/[A-]

da cui log [H+]= log Ka + log [HA]/[A-]  = log Ka + log [HA] – log [A-]

-log[H+] = PH = -log Ka -log[HA]+ log[A-]   cioè    PH= PKa + log [A-]/[HA]

è evidente che per un rapporto[ A-]/[HA ] =100  PH=PK+ 2 e che per un valore di rapporto pari a 10 PH= PK+1.

risposta corretta D

35) Calcolare il rapporto [OCl –]/[HClO] in una soluzione di NaClO a pH = 6,8.
A) 0,224
B) 0,541
C) 0,887
D) 0,332

soluzione

NaClO è un sale che subisce idrolisi

ClO- + H2O = HClO + OH-

equilibrio governato dalla Kidrolisi =[OH-][HClO] / [ClO-]

Ki [ClO-] / [HClO]= [OH-]

Kid = Kw/Ka= 10-14/3,5 x10-8 = 0,28 x10-6

essendo PH=6,8 allora  POH = 14-6,8 =7,2   dove [OH-] = 10-7,2 = 6,3 x 10-8

pertanto   [ClO-] / [HClO] = 6,3 x 10-8 / 0,28 x 10-6  =0,225

risposta corretta A

36) Quale tipo di per turbazione viene applicata al tempo t1 ad una soluzione satura di PbI2(s), che possa giustificare l’andamento delle concentrazioni nel tempo indicato in figura?

A) Aggiunta di PbI2(s)
B) Aggiunta di NaI(s)
C) Variazione di temperatura
D) Diluizione con acqua

soluzione

Il fattore che determina una variazione del valore del  Kps di un sale poco solubile è la temperatura.La maggior parte dei processi di solubilizzazione sono endotermici (cioè ΔH > 0), e quindi secondo il principio di Le Scatelier un aumento di temperatura fa aumentare il valore del prodotto di solubilità e di conseguenza aumenta la  solubilità della sostanza.

In relazione a quanto sopra, il fattore che descrive l’andamento del grafico è una variazione di termperatura.

risposta corretta C

37) In un recipiente chiuso (cilindro con pistone) mantenendo costante la pressione, un gas con comportamento ideale viene riscaldato fino a raddoppiarne la temperatura (misurata in K). Si osserva che:
A) le molecole del gas tendono ad associarsi
B) il volume raddoppia
C) il gas si decompone
D) l’energia cinetica delle molecule del gas diminuisce

soluzione

a P=K   s ha   V1/T1 =V2/T2   pertanto se T2 =2T1 è evidente che V2=2V1 cioè il volume raddoppia

risposta corretta B

38) Viene fornita una quantità di calore pari a 12 kJ a 11 moli d’acqua per riscaldarli fino a 80 °C. Qual era la temperatura iniziale dell’acqua? La capacità termica specifica dell’ acqua è 4,184 J K–1 g–1; si trascuri il contributo delle dispersioni e della capacità termica del contenitore.
A) 65,5 °C
B) 60,5 °C
C) 55,5 °C
D) 50,5 °C

soluzione

sappiamo che la relazione che esiste tra calore e temperatura è data da

Q= m C Δt

dove m è la massa del corpo espressa in g C il calore specifico espresso in KJ o J e t2-t1 la differenza di temperatura finale ed iniziale

Q= 12 KJ  m= 11 x 18 = 198 grammi    C= 4,184 J

dovendo esprimere Q nelle stesse unità di C avremo

Q=12000 J

12000 = 198  x 4,18 Δt

Δt = 12000 / 827,6 = 14,499

pertanto essendo Δt = t2-t1 ed essendo t2=80 si ha   t1= temperatura iniziale =80-14,499= 65,5°

risposta corretta A

39) Il tetrafluoruro di xeno ha una geometria (posizione media relativa degli atomi):
A) piramidale trigonale
B) quadrata planare
C) tetragonale
D) a “cavalletto”

soluzione

secondo la regola AXE la molecola presenta due doppietti di non legame quindi AX4E2

ne consegue che la molecola ha una struttura planare quadrata (gli orbitali sono ibridi Sp3d)

Immagine correlata

risposta corretta B

40) Disporre in ordine di acidità crescente i seguenti composti, tenendo conto dell’effetto induttivo elettronattrattore degli atomi di cloro.

 

A) 2, 3, 1, 4
B) 3, 1, 4, 2
C) 4, 1, 2, 3
D) 3, 2, 1, 4

soluzione

L’acidità di un alcool, nel caso sia presente un elemento elettronegativo o un gruppo elettronattrattore, è influenzata dall’elettronegatività dell’elemento che in questo caso è il Cloro.Un altro fattore è la posizione dell’elemento più elettronegativo : infatti, l’effetto induttivo decresce all’aumentare della distanza tra l’elemento elettronegativo e il carbonio legato al gruppo –OH. Da quanto sopra l’acidità crescente è la seguente :3,2,1,4.

risposta corretta D

Qui continuano i quesiti della classe A (20)

41) Indicare la risposta in cui entrambe le coppie di atomi non instaurano legami covalenti, quando i due elementi si combinano in un composto binario:
A) idrogeno e fluoro; potassio e fluoro
B) idrogeno e silicio; idrogeno e sodio
C) idrogeno e fluoro; idrogeno e silicio
D) idrogeno e sodio; potassio e fluoro

soluzione

idrogeno e fluoro presentano legame elettrostatico

In A si ha HF ovviamente con carattere elettrostatico ma in PF3 il legame è covalente anche se la molecola è polare

la risposta B presenta  SiH4 che ha legami covalenti ma NaH è un idruro ed ha quindi carattere ionico

la risposta C è da escludere perchè SiH4 ha legami covalenti 

la risposta corretta è D perchè sia NaF che KF possiedono legami elettrostatici

42) Indicare la risposta in cui i legami covalenti sono ordinati secondo valori di polarità decrescente:
A) O–P; P–N; N–O
B) P–N; N–O; O–P
C) O–P; N–O; P–N
D) N–O; P–N; O–P

soluzione

B
2,04
C
2,55
N
3,04
O
3,44
F
3,98
Al
1,61
Si
1,90
P
2,19
S
2,58
Cl
3,16

 

da questi valori di elettronegatività si evince che la polarità in ordine decrescente è  la risposta A

43) Identifcare l’acido astatidrico tra le seguenti molecole:
A) As2H3
B) AsH3
C)  HAtO
D)  HAt

soluzione

L’acido astatidrico o astatano è un idracido dell’astato di formula HAt, quindi NON è un acido ossigenato, ed è costituito da un atomo di astato legato covalentemente con un atomo di idrogeno.

risposta corretta D 

44) La formula del nitrito di magnesio è:
A) Mg(NO2)2
B) Mg (NO3)2
C) Mg(NO)2
D) Mg(HNO)2

soluzione

il gruppo nitrito è NO2- quindi il composto nitrito di magnesio è A

 

45- Dalla reazione tra biossido di carbonio con monossido di idrogeno, si ottiene

A) una base
B) un acido
C) un tampone
D) Nessuna delle precedenti opzioni è corretta

soluzione 

la reazione è     CO2+ H2O–>H2CO3 ch è l’acido carbonico

risposta corretta B

46) Indicare la risposta che indica in ordine corretto i numeri di ossidazione del fosforo nei seguenti composti: 

NaH2PO4,; P4; P2O5 ; Na2HPO3

soluzione

Le regole utilizzate per assegnare il numero di ossidazione sono le seguenti:

Se un atomo è legato ad un altro atomo PIU’ ELETTRONEGATIVO  gli si attribuisce +1 per ogni coppia di elettroni che lo lega 

Se un atomo è legato ad un altro atomo  MENO ELETTRONEGATIVO  gli si attribuisce -1 per ogni coppia di elettroni che lo lega 

Gli atomi degli elementi allo stato elementare, come K, N2, Fe, hanno numeri di ossidazione zero.

2) Uno ione  ha un numero di ossidazione uguale alla carica dello ione. Per esempio Mg2+ ha numero di ossidazione +2 mentre I ha numero di ossidazione -1

in NaH2PO4,   il P è legato all’ossigeno più elettronegativo  con 4 doppi legami  (4 x 2 ) con due atomi di idrogeno meno elettronegativo mediante 2 coppie di elettroni (2x -1) e con un doppietto elettronico al sodio Na meno elettronegativo (1 x -1)

in definitiva si ha che il n.o. del P in NaH2PO4    è  (4 x 2 )+ ( 2 x -1) + (1 x -1) = 8-2 -1 = 8-3 = +5

seguendo l’analogo procedimento per le altre molecole si ha: P4=0 ; P2O5  +5  ; Na2HPO3  +3

 

A) +5, 0, +5, +5
B) +5, 0, –5, +3
C) +5, +1, +5, +3
D) +5, 0, +5, +3

risposta corretta D


47) Indicare la risposta che elenca, in ordine sparso, i coeffIcienti stechiometrici necessari a bilanciar e la seguente r eazione

Al2(SO4)3 + CaCl2 –> AlCl3 + CaSO4

A) 1, 2, 2, 3
B) 1, 2, 3, 3
C) 2, 2, 2, 3
D) 2, 2, 3, 3

SOLUZIONE

la reazione è una reazione di doppio scambio 

Al2(SO4)3 + 3CaCl2–> 2AlCl3 + 3 CaSO4

risposta corretta B

 

48) Individuare l’affermazione corretta relativa all’isotopo Al 1327:
A) l’isotopo presenta 13 neutroni e 13 protoni
B) l’isotopo presenta 13 protoni e 14 elettroni
C) l’isotopo presenta 14 protoni e 13 neutroni
D) Nessuna delle precedenti opzioni è corretta

soluzione

Il numero di massa (A) viene riportato in alto a sinistra del simbolo chimico dell’elemento, mentre il numero atomico (Z) viene evidenziato a sinistra, in basso, del simbolo dell’elemento (visto che il numero atomico Z è in corrispondenza biunivoca con il simbolo chimico dell’elemento può essere sottointeso e quindi omesso).

Per un generico atomo X avente numero atomico Z e numero di massa A, scriveremo:

numero atomico numero di massa

da quanto espresso si vede che nessuna delle risposte corrisponde al simbolo in esame in quanto in un atomo neutro A non può essere più piccolo di Z.

Risposta corretta D

49) Completare correttamente la seguente affermazione: lo ione F– ha…
A) …lo stesso numero di protoni di Ne
B) …lo stesso numero di neutroni di O2–
C) …lo stesso numero di elettroni di Na+
D) …lo stesso numero di elettroni di Ne+

soluzione

Na+ possiede 11 -1 elettroni cioè 10 elettroni

F- possiede 9 + 1 elettroni quindi 10 elettroni

ne consegue che Na+ ha lo stesso numero di elettroni di F-

risposta corretta C

50) L’energia di prima ionizzazione del sodio è:
A) maggiore di quella del potassio e minore di quella del litio
B) minore di quella del potassio e maggiore di quella del litio
C) maggiore di quella del potassio e maggiore di quella del magnesio
D) minore di quella del potassio e maggiore di quella del magnesio

soluzione

L’energia di ionizzazione di un atomo o di una molecola è l’energia minima richiesta per allontanarne un elettrone e portarlo a distanza infinita, a 0 K e in condizioni di energia cinetica nulla. Quindi l’energia necessaria per far avvenire il seguente processo: X(g) → X+(g) + e I.

L’energia di ionizzazione viene talvolta chiamata EI1 o più spesso semplicemente I1; i pedici stanno ad indicare che si tratta dell’energia di prima ionizzazione.
In maniera analoga si definiscono le successive:

X+(g) → X2+(g) + e   I2     Energia di seconda ionizzazione
X2+(g) → X3+(g) + e   I3   Energia di terza ionizzazione
L’unità di misura con cui vengono espresse è quasi sempre eV, elettronvolt più raramente si usano in KJ/mol

l’andamento dei valori è il seguente

si può notare che scendendo lungo un gruppo l’Energia di ionizzazione diminuisce per chi nel primo gruppo H Li Na K  Na possiede valore di Ei >Ei di K e minore di Li 

risposta corretta A

51) Il raggio ionico di S2– è:
A) minore di quello dello ione Cl–
B) maggiore di quello dello ione P3–
C) minore di quello dello ione O2–
D) minore di quello dello ione P3–

soluzione

possiamo notare che il raggio ionico aumenta lungo un gruppo e diminuisce lungo un periodo. La tabella mostra che la risposta corretta è D

52) Tra le seguenti specie chimiche individuare quella che non ha configurazione elettronica 1s2 2s2 2p6
A) Na+
B) N3–
C) Al3+
D) O–

soluzione

Na  [Ne] 3s      Na+ [Ne]

1s2 2s2 2p3     N3- 1S2 2s2 2p6 

Al  1s2 2s2 2p6 3s2 3p1.   Al+3   1s2 2s2 2p6

O[He] 2s2 2p4          O-  [He] 2s2 2p5

risposta corretta D

 53) Indicare la risposta in cui gli ioni sono disposti in ordine decrescente di raggio ionico:
A) Cs+ , Rb+ , K+ , Na+ , Li+
B) Li+ , K+ , Na+ , Rb+ , Cs+
C) Li+ , Na+ , K+ , Rb+ , Cs+
D) Cs+ , Rb+ , Na+ , K+ , Li+

soluzione

si può osservare che la risposta corretta è A

54) Una unità di massa atomica (u) equivale a:
A) 6,022 × 1023 g
B) 1,66 × 1023 g
C) 1,66 × 10–23g

D) Nessuna delle precedenti opzioni è corretta

soluzione

per calcolare il valore di una unità di massa atomica occorre dividere 

1/6,02 x 1023 

cioè  1 u = 1,66 x 10-24 g 

si deduce che nessuna delle risposte A,B,C sia  corretta quindi la risposta al quesito è D

55) Identificare tra le seguenti reazioni, quella che non è una reazione di ossidoriduzione:
A) 2 Mn(s)+ SnCl4(aq)3–> 2 MnCl2(aq)+ Sn(s)
B) 3 Cl2(g)+ 6 NaOH(aq)3–>NaClO3(aq)+ 5 NaCl(aq)+ 3 H2O(aq)
C) 2 Na2O2(s)–> 2 Na2O(s)+O2(g)
D) BaCl2(aq)+ (NH4)2SO4(aq)–>3BaSO4(s) + 2 NH4Cl(aq)

soluzione 

la reazione D è una reazione di doppio scambio

56) Una pasta di grano duro contiene un residuo di glifosate (un erbicida) pari a16,1 µg/kg di prodotto. Assimilando 0,100 kg di pasta al giorno, in quanti mesi un individuo ingerisce 1,00 mg di glifosate.
(considerare 1 mese = 30 giorni)?
A) 32,1
B) 17,8
C) 40,5
D) 20,7

soluzione

in 1 giorno assume 0,00161 mg quindi in X giorni ne assumerà 1 mg

1:0,00161 =x : 1 

da cui X= 621,1 giorni quindi 621,1/30 = 20,7 mesi

Risposta corretta D
57) Qual è la concentrazione di una soluzione ottenuta mescolando 1,00 mL di una soluzione di HCl 10,00 M con 99,00 mL di acqua (assumere i volumi additivi)?
A) 0,0999 M
B) 0,101 M
C) 0,100 M
D) 0,0101 M

soluzione 

1000ml:10moli= 1 ml :Xmoli   X=0,0 1 moli contenute in 1 ml di soluzione 10 M.

0,01 moli vengono posti  in 99 ml ed il volume diviene 100 ml   quindi se in 100 ml vi sono 0,01  moli in 1000 ve ne saranno X

100:0,01 =1000:X  X= 10/100 =0,1 M

risposta corretta C
58) In un recipiente da 1,00 L, contenente inizialmente 0,64 moli di NOBr(g), avvienela reazione:
2NOBr(g)  <=> 2NO(g) + Br2(g)
Se all’equilibrio ci sono 0,46 moli di NOBr(g), calcolare la costante Kc della reazione (espressa in molarità).
A) 0,077
B) 0,014

C) 0,554
D) 0,133

Soluzione

se la quantità iniziale è 0,64 moli ed all’equilibrio rimangono 0,46 moli di NaOBr allora la quantità di composti formati all’equilibrio è

2/3X + 1/3 X = 0,64-0,46     X= 0,18 moli pertanto

 (0,18)2 x 0,18 /(0,64)2= Kc            Kc= 0,0324 x 0,18 /0,409  Kc= 0,0142

risposta corretta B

59) Qual è la pressione all’interno di un recipiente chiuso del volume di 10 dm3 che contiene 0,4 kg di idrogeno a 28 °C?
A) 50 atm
B) 50 Pa
C) 50 kPa
D) 50 MPa

soluzione
PV=nRT    per cui  P= nRT/V    n=0,400 /2 =0,200  R=273+28= 301   R= 0,0821 

P= 0,2 x 0,0821 x 301= 4,9424 atm  che corrispondono a   500748,15 Pascal cioè  50 MPa

risposta corretta D

60) Un recipiente chiuso e rigido del volume di 1,0 dm3 , immerso in un termostato a 60 °C, contiene 5,0 g di un gas con comportamento ideale. La pressione all’interno del recipiente è 3,0 × 105 Pa.
Qual è la massa molare del gas?
A) 36 g mol–1
B) 66 g mol–1
C) 56 g mol–1
D) 46 g mol–1

soluzione

PV= (g/ PM)RT   pertanto   g/PM =  RT / PV   pertanto

PM= 5 x 8314  x 333 /1 litro x 300000 =46,1 g/mole

PM = 5 x 0,0821 x 333/ 1 x 2,96   = 46,1 g/mole

risposta corretta D

Qui riprendono i quesiti della classe B (20)

 

42) Indicare la risposta in cui i legami covalenti sono ordinati secondo valori di polarità decrescente:
A) O–P; P–N; N–O
B) P–N; N–O; O–P
C) O–P; N–O; P–N
D) N–O; P–N; O–P

soluzione

Nel caso in cui si abbia una moderata differenza di elettronegatività tra due atomi coinvolti in un legame covalente (per cui si è in presenza di un dipolo permanente), gli elettroni condivisi risultano maggiormente attratti dall’atomo più elettronegativo, il legame risulterà quindi polarizzato elettricamente cioè si ha un  legame covalente polare.

Legame chimico covalente polare.PNG

Un legame covalente polare si instaura quando avviene una sovrapposizione degli orbitali atomici di due atomi con una differenza di elettronegatività minore o uguale a 1,7 e maggiore di 0,4. Ad esempio la differenza di elettronegatività tra l’idrogeno (2,20) e il cloro (3,16) è pari a 0,96 (= 3,16 – 2,20), per cui il legame tra idrogeno e cloro nella molecola di H-Cl è di tipo covalente polare.

dai valori tabulati si osserva che i legami covalenti ordinati secondo polarità crescente sono indicati nella risposta B

 

QUI’ RIPRENDONO I QUESITI DELLA CLASSE B

41) Secondo la teoria VSEPR la geometria della molecola AsCl3 è:
A) trigonale planare
B) a T
C) trigonale piramidale
D) Nessuna delle precedenti opzioni è corretta

soluzione

la molecola di tricloruro di arsenico ha un totale di 26 elettroni di valenza  di cui 5 provengono dall’atomo di arsenico e 7 da ciascuno dei tre atomi di cloro. (5 +21)

L'atomo di arsenico sarà legato ai tre atomi di cloro attraverso singoli legami che rappresentano 6 dei 24 elettroni di 
valenza. Ciascuno degli atomi di cloro avrà 3 coppie solitarie, che porteranno il numero di elettroni di valenza usati a 
24.I rimanenti due elettroni di valenza saranno posizionati sull'atomo di arsenico come una coppia solitaria.
In relazione al metodo AXE abbiamo una coppia lone pair quindi la struttura AsCl3 è del tipo AX3E1 pertanto la struttu-
ra è 

risposta corretta C

42) Secondo la teoria VSEPR quale delle seguenti affermazioni è errata?
A) Gli angoli di legame in BF3 sono maggiori di quelli in PF3
B) La geometria di ClF5 è bipiramidale trigonale
C) La geometria assunta da una molecola con due coppie elettroniche di legame e due coppie libere è angolata
D) SF6 è una molecola apolare
soluzione
BF3 ha una struttura AX3E2 trigonale planare con angoli di 120°  mentre PF3 ha struttura AX3E
 piramidale trigonale con  angolidi 98° circa 
La geometria di ClF5 la struttura piramidale quadrata infatti la struttura è AX5E (con ibridi sp3d2).
Si deduce che l'affermazione errata è B
43) Aggiungendo una mole di sodio metallico a un recipiente contenente svariati litri d’acqua, si otterrà:
A) una mole di O2
B) una mole di ioni H+
C) 0,5 moli di ioni Na+
D) una mole di ioni OH–
soluzione
Na + H2O --> NaOH +H+   
si forma una mole di OH- 
risposta corretta D
   
44) Le energie di ionizzazione di un elemento sono riportate di seguito:
1°: 1251 kJ/mol, 2°: 2298 kJ/mol;
3°: 3822 kJ/mol; 4°: 5159 kJ/mol;
5°: 6542 kJ/mol; 6°: 9362 kJ/mol;
7°: 11018 kJ/mol; 8°: 33604 kJ/mol;
9°: 38600 kJ/mol; 10°: 43961 kJ/mol.
Dedurre il gruppo di appartenenza dell’elemento:
A) 14
B) 15
C) 16
D) 17 
soluzione 
vedi identico quesito N 4 a cui si rimanda

45) Indicare la risposta che elenca, in ordine sparso, i coefficienti stechiometrici necessari a bilanciar e 
la seguente reazione:
HIO3+ HI<==>I2+ H2O

A) 1, 1, 2, 3
B) 1, 5, 5, 7
C) 1, 3, 3, 5
D) 2, 3, 5, 5
soluzione
si tratta di una reazione di dismutazione in quanto lo iodio si ossida e si riduce contemporaneamente.

1[IO3-  +6 H+   +5e               ---> I + 3H2O
5[I-                                     ----> I +e 
------------------------------------------------------
IO3-+ 5I-  ------> 3I2 + 3H2O

HIO3   + 5HI  ---> 3I2 + 3 H2O

la risposta corretta è C   (1,5,3,3)

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