11. Le trasformazioni elettrochimiche

19 esercizi
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Chimica

Osserva la figura  e indica per ciascuna delle frasi seguenti se è vera o falsa :

A: Gli ioni SO42-, presenti in entrambe le semicelle, derivano dall'attività del ponte salino, che è immerso in entrambe le soluzioni.
B: Al catodo la concentrazione degli ioni Cu2+ diminuisce, quindi le cariche negative dovute agli ioni SO42- sono in eccesso rispetto a quelle di Cu2+.
C: Il ponte salino contiene la soluzione di un acido completamente ionizzato.
D: Nella semicella di ossidazione gli ioni NO3- sono rilasciati dal ponte salino per contrastare  l'eccesso di ioni positivi creato dalla formazione di ioni Zn2+.  
E: Al catodo avviene la semireazione di riduzione: gli ioni K+ rilasciati dal ponte salino acquistano un elettrone e si depositano sulla lamina.  
Vero o falsoVero o falso
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Chimica

Una reazione redox avviene quando uno dei reagenti acquista elettroni, cioè si ________,  e un altro li cede, cioè si ________; si tratta di un passaggio di elettroni da una specie chimica a un'altra. Le due semireazioni avvengono contemporaneamente. Per esempio, il ________ di un metallo  presente in soluzione acquosa può ________ gli elettroni mancanti e trasformarsi in ________ neutro; in questo caso si nota la comparsa del ________. Naturalmente gli elettroni devono provenire da qualche altra specie, per esempio da atomi di un altro metallo che, ________, si trasformano in ioni positivi.  
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Chimica

In relazione alla seguente generica equazione, indica l'unica affermazione esatta.

   Met ⇄  Met n+ +  n e-
A: La freccia verso sinistra indica che lo ione del metallo acquista n elettroni e diventa un catione
B: La freccia verso sinistra indica che Metn+ si comporta da riducente
C: L'equazione con la freccia verso destra descrive la semireazione di ossidazione.
D: L'equazione con la freccia verso destra descrive la semireazione di riduzione degli ioni.
E: La freccia verso sinistra indica che un atomo del metallo perde n elettroni e diventa uno ione positivo
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Chimica

MnO   + 2 KNO3  +   Na2CO3     → CO2 + 2 KNO2  + Na2MnO4

A: Il reagente ossidante è MnO
B: L'azoto nei prodotti ha un numero di ossidazione maggiore di quello che ha nei reagenti  
C: Il carbonio non viene ossidato e neppure ridotto    
D: L'ossidazione di un atomo di manganese mette in gioco 4 elettroni      
E: L'equazione della reazione redox è correttamente bilanciata       
Vero o falsoVero o falso
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Chimica

La seguente equazione chimica che descrive una reazione redox non è bilanciata; completa la sequenza dei passaggi necessari per arrivare al suo bilanciamento scegliendo di volta in volta l'alternativa proposta.

PbO2 + HNO3 + MnO → H2O +  Pb(NO3)2 + HMnO4

Innanzi tutto occorre assegnare a ogni ________ il suo numero di ossidazione (N.O.). Possiamo dire subito che l'________ ha sempre N.O. = -2 e che l'________ ha sempre N.O. = +1. Queste assegnazioni ci aiutano ad assegnare il N.O. del piombo, del manganese e dell'azoto nei reagenti; quello del piombo vale ________; quello dell'azoto vale ________ e quello del manganese vale ________. Passando ai prodotti il numero di ossidazione dell'azoto ________  e pertanto quello del piombo ________ e infine quello del manganese diventa ________. In base a queste assegnazioni possiamo affermare che l'elemento che si ossida è l'elemento ________, mentre quello che si riduce è l'elemento ________. Gli elettroni messi in gioco dalla riduzione dell'elemento ________ sono ________ mentre quelli perduti dall'atomo che si ossida sono ________.
Per bilanciare il trasferimento  di elettroni dovremo inserire nell'equazione il coefficiente 2 davanti ai composti che contengono l'atomo di ________ e il coefficiente ________ davanti ai composti che contengono l'atomo di ________. Per completare il bilanciamento della equazione occorre inserire il coefficiente ________ davanti alla formula dell'acido nitrico e il coefficiente ________ davanti alla formula dell'acqua.
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Chimica

Osserva la figura, che rappresenta la pila Daniell  e indica l'unica affermazione sbagliata.

A: Nella semicella di sinistra lo zinco metallico rilascia elettroni e passa in soluzione come ione Zn2+.
B: Il catodo si assottiglia mentre nella pila ha luogo la reazione di ossidoriduzione.
C: Gli elettroni scorrono da sinistra verso destra lungo il filo esterno e sono rilevati come corrente elettrica.  
D: Nella semicella di destra si ha la riduzione degli ioni rameici.
E: Nella semicella di destra la concentrazione degli ioni Cu2+ in soluzione diminuisce a causa della reazione di riduzione.
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Chimica

Un insegnante ha realizzato una pila che ha così schematizzato:

(−)Cu / Cu2+ // Au3+ /Au(+).

Quali tra le seguenti affermazioni fatte dagli studenti sono esatte?


A: La semireazione di ossidazione che avviene nella pila è  Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e.
B: L'equazione della  reazione redox che avviene nella pila è:  
Cu(s) + Au3+(aq) → Cu2+(aq) + Au(s) + energia elettrica
C: Il catodo della pila è quello in cui avviene la riduzione degli atomi di oro
D: Al catodo della pila si formano atomi di rame che si depositano sulla lamina.
E: Il ponte salino provvede a rifornire di ioni positivi la semicella di riduzione
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Chimica

In relazione ai sistemi elettrochimici usati comunemente, indica tra le seguenti affermazioni l'unica sbagliata.
A: Le pile a combustibile sono costituite da una cella elettrochimica nella quale, con continuità, vengono fatti affluire i reagenti e allontanati i prodotti.
B: A una pila, durante la ricarica, deve essere fornita energia elettrica che si trasforma in energia chimica, energia che viene immagazzinata dalla pila stessa.  
C: Il voltaggio di una pila, cioè la differenza di potenziale elettrico tra gli elettrodi, dipende soltanto dalle semicelle che la costituiscono.
D: Nelle pile alcaline, la specie che si riduce è l'idrossido di potassio.
E: La reazione di ossidoriduzione che avviene in una generica pila ricaricabile è reversibile.  
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Chimica

In relazione all'elettrodo di riferimento, indica tra le seguenti frasi quelle corrette.
A: I valori dei potenziali standard cambiano se si assume come riferimento una semicella diversa da quella a idrogeno
B: È possibile misurare direttamente il potenziale elettrico di una singola semicella
C: Il valore di potenziale zero della semicella a idrogeno è stato determinato sperimentalmente
D: La semicella a idrogeno è costituita da idrogeno gassoso a contatto con una soluzione di ioni H+   
E: Nella semicella a idrogeno la semireazione avviene tra gli ioni in soluzione
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Chimica

In base alla scala dei potenziali di riduzione standard, individua, tra le frasi che seguono,  l'unica sbagliata.  
A: Nella pila Zn/Zn2+//Pb2+/Pb  gli ioni di piombo si riducono e gli atomi di zinco si ossidano
B: Se si immerge una lamina di argento in una soluzione di Cu(NO3)2 si formano ioni  Ag+  
C: La ddp della pila Zn/Zn2+//Cu2+/Cu  vale 1,10 V
D: Il ferro viene corroso se viene a contatto con una soluzione contenente ioni H+
E: Non tutti i metalli vengono corrosi quando vengono a contatto con una soluzione contenente ioni H+
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Chimica

In un processo elettrolitico viene fornita  a un sistema ________ che viene trasformata in energia chimica attraverso una reazione ________. In un processo elettrolitico quindi la reazione di ossidoriduzione ________ spontaneamente.  Per esempio, il processo di ricarica di una pila è un processo elettrolitico che consente di ricostituire ________ "consumati" dalla pila in fase di scarica. Oppure, facendo arrivare elettroni al catodo di una cella contenente NaCl allo stato liquido, si provoca ________ degli ioni Na+  e quindi la formazione di sodio elementare
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Chimica

In relazione all'elettrolisi dell'acqua, indica se ciascuna delle frasi seguenti è vera o falsa.
A: L'elettrolisi dell'acqua viene effettuata utilizzando acqua distillata, dato che questa è un buon conduttore elettrico.
B: Se si effettua l'elettrolisi dell'acqua utilizzando il voltametro di Hoffmann è possibile misurare il volume dei gas prodotti.
C: Nell'elettrolisi  dell'acqua al catodo avviene la riduzione di H2O con formazione di ossigeno.
D: Nell'elettrolisi dell'acqua al catodo si osserva la formazione di idrogeno.
E: Il volume del gas ottenuto al catodo è circa il doppio di quello che si ottiene all'anodo.
Vero o falsoVero o falso
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Chimica

La prima legge di Faraday afferma che la quantità di sostanza prodotta ________ durante un'elettrolisi è ________ proporzionale alla quantità di ________ che ha attraversato la ________. La seconda legge di Faraday afferma che la stessa quantità di elettricità fornita a ________ produce agli elettrodi quantità ________ di sostanza, comunque sempre ________ ai rispettivi equivalenti elettrochimici.
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Chimica

A proposito della relazione tra massa di sostanza prodotta agli elettrodi e quantità di elettricità assorbita dal sistema in un processo elettrolitico, indica quali affermazioni sono corrette.     
A: Se un sistema elettrochimico è attraversato da una mole di elettroni significa che assorbe una quantità di elettricità pari a 6,022 x 1023 C
B: La carica corrispondente a una mole di elettroni si indica con il nome di faraday (F)  
C: Operando con intensità di corrente costante, la quantità di elettricità che percorre un circuito si calcola con la formula Q = I · t
D: Per depositare 63,55 g di rame (MA = 63,55 u) da una soluzione contenente ioni Cu2+ occorre fornire una quantità di carica elettrica pari al faraday
E: Per depositare 107,9 g di argento (MA = 107,9 u) da una soluzione contenente ioni Ag+ occorre fornire una quantità di carica elettrica pari al faraday.
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Chimica

Considera  il processo di argentatura di un oggetto metallico e tra le frasi che seguono individua l'unica sbagliata.
A: L'oggetto da ricoprire con argento costituisce il catodo del sistema elettrochimico.
B: L'anodo del sistema elettrochimico è costituito da una barretta di argento.
C: Via via che il processo di argentatura avanza, la concentrazione della soluzione acquosa aumenta.
D: Sia l'anodo sia il catodo sono immersi nella stessa soluzione acquosa contenente ioni Ag+.
E: Durante il processo di argentatura la barretta di argento si consuma.  
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Chimica

In base alla scala dei potenziali di riduzione standard, quali reazioni rappresentate dalle seguenti equazioni possono avvenire spontaneamente?

A: 2 Fe3+ + Sn →  Sn2+ + 2 Fe2+   
B: 2 Ag+ + Pd  →  2 Ag + Pd2+
C: 2 AlCl3 + 3 Sn  → 3 SnCl2 + 2 Al
D: PbSO4 + Cu  → CuSO4  + Pb
E: Au3+ + 3 Ag  →  3 Ag+ + Au    
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Chimica

In relazione alla corrosione dei manufatti di ferro, completa le frasi scegliendo l'espressione corretta tra quelle presenti nell'elenco.

La corrosione del ferro avviene quando esso è a contatto con aria e ________. Si creano due zone che funzionano come una ________. Inizialmente, in presenza di acqua il ferro si ossida, liberando ________ e passando in soluzione come ione; gli elettroni si muovono attraverso il metallo, fino a raggiungere una zona a contatto con ________: qui l'ossigeno, in presenza di acqua, acquista elettroni e si riduce producendo ________ in soluzione. Questi ioni reagiscono con gli ioni ferrosi Fe2+, formando un composto che poi si trasforma in ________.
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Chimica

In relazione alla batteria al piombo, indica quali, tra le frasi seguenti, sono sbagliate.                       
A: La batteria è un sistema elettrochimico costituto da più pile uguali collegate in serie
B: Le lastre di piombo spugnoso sono collegate tra loro e costituiscono il polo positivo della batteria
C: La reazione di ossidoriduzione che avviene durante l'accensione del motore costituisce il processo di scarica
D: Il voltaggio della batteria di un'automobile è di circa 2 V
E: Durante il processo di scarica sulle lamine si forma solfato di piombo
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Chimica

In relazione alle pile a combustibile indica l'unica affermazione corretta.

A: Nelle pile a combustibile non sono presenti soluzioni elettrolitiche  
B: Uno dei reagenti nelle pile a combustibile è sempre un gas inerte   
C: Il problema principale delle pile a combustibile a idrogeno è lo smaltimento dei prodotti della reazione, alquanto inquinanti
D: Le pile a combustibile a idrogeno producono energia attraverso una reazione di ossidoriduzione  tra ossigeno e idrogeno
E: Tutte le pile a combustibile utilizzano idrogeno perché è una sostanza molto abbondante in natura
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