11. Reazioni chimiche e stechiometria

L'acido solforico H₂SO₄ reagisce con l'idrossido di potassio KOH, entrambi in soluzione acquosa: i rispettivi coefficienti stechiometrici sono in rapporto 1:2. Per reagire completamente con 200 mL di una soluzione 0,5 M di H₂SO₄ servono 250 mL di una soluzione di KOH: qual è la molarità della soluzione di KOH?

Per risolvere l'esercizio si può effettuare il seguente ragionamento. In soluzione ci sono ________ mol di acido, perché 200 mL sono la quinta parte di ________ L. Quindi in 250 mL di soluzione di KOH devono essere presenti ________ mol di idrossido. La molarità della soluzione di KOH si trova facendo la seguente divisione: 0,2 mol/ ________ = ________ .

Indica tra le seguenti frasi riguardanti le reazioni tra soluzioni elettrolitiche quelle corrette.

Mescolando una soluzione di ioduro di sodio con una soluzione di nitrato di argento si osserva la formazione di un precipitato giallo. Che cosa prevedi che accada mescolando una soluzione di ioduro di litio con una soluzione di nitrato di argento?

In relazione alle reazioni di ossidoriduzione, completa il testo che segue scegliendo l'espressione corretta nell'elenco sottostante.

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 ________. Per esempio, il catione 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 ________.

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

Met  ⇄ Met ⁿ⁺ +  n e-

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

Innanzitutto 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 a stabilire il N.O. del piombo, dell'azoto e del manganese nei reagenti; quello del piombo vale ________; quello dell'azoto vale ________ e quello del manganese vale ________. Passando ai prodotti, il numero di ossidazione dell'azoto ________, 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.

Il benzene brucia in presenza di ossigeno secondo la seguente equazione:  

  2 C₆H₆ + 15 O₂ → 12 CO₂  + 6 H₂O

Sapendo che la massa atomica approssimata del carbonio è 12 u, quella dell'idrogeno 1 u e quella dell'ossigeno 16 u, individua l'unica affermazione sbagliata.

Considera la seguente equazione di reazione:

   Mg(s) + 2 HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)

Supponi di far reagire 48,6 g di magnesio con 100 g di HCl
Quali tra le seguenti affermazioni sono sbagliate?

Il carbonato di calcio reagisce con l'acido cloridrico producendo anidride carbonica  secondo la seguente equazione:

    CaCO₃(s)  + 2 HCl(aq) → CaCl₂(aq)  + CO₂(g)  + H₂O(l)

Facendo reagire completamente una certa quantità di carbonato di calcio si ottengono 11,35 L di anidride carbonica in condizioni STP: quale tra le seguenti affermazioni è sbagliata?

Considera la reazione rappresentata dalla seguente equazione:

CaCO₃(s) → CaO(s)   + CO₂ (g)

Sapendo che la massa atomica approssimata del calcio è 40 u, quella del carbonio è 12 u e quella dell'ossigeno 16 u, calcola la massa di ossido di calcio che si ottiene da 1 kg di carbonato di calcio.