Chimica - Scuola secondaria di secondo grado Elettrochimica Elettrolisi Applicazioni industriali dell'elettrolisi

14. Le trasformazioni elettrochimiche

20 esercizi

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Chimica

In relazione alla seguente equazione chimica, individua per ogni affermazione se è vera o falsa
KBrO₃ + 6 KI + 6 HCl → 6 KCl + 3 H₂O + KBr + 3 I₂

A: Il reagente ossidante è KI

B: Il cloro nei prodotti ha un numero di ossidazione maggiore di quello che ha nei reagenti

C: L'idrogeno non viene ossidato e neppure ridotto

D: Ogni atomo di bromo presente tra i reagenti si riduce acquistando 6 elettroni

E: L'equazione della reazione di ossidoriduzione è correttamente bilanciata

Vero o falso

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Chimica

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

A: Nella semicella di sinistra ogni atomo di zinco rilascia due elettroni e passa in soluzione come ione Zn²⁺

B: In seguito alla reazione di ossidoriduzione il catodo si assottiglia

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: A causa della reazione redox, nella semicella di destra la concentrazione degli ioni Cu²⁺ diminuisce

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Chimica

Un insegnante ha realizzato una pila che ha così schematizzato:

(−)Cu / Cu²⁺ // Au³⁺ /Au(+)

Quale tra le seguenti affermazioni fatte dagli studenti è l'unica corretta?

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 potenziale di riduzione dello ione Cu²⁺ è sicuramente maggiore del potenziale di riduzione di Au³⁺

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Chimica

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

A: Gli ioni SO₄^2-, 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 SO₄^2- sono in eccesso rispetto a quelle di Cu²⁺

C: Il ponte salino contiene la soluzione di un acido completamente ionizzato

D: Dal ponte salino sono rilasciati nella semicella di ossidazione gli ioni NO₃^- 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 falso

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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, 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 base alla scala dei potenziali di riduzione standard, individua, tra le frasi che seguono, l'unica sbagliata.

A: Nella pila costituita collegando le semicelle Cr³⁺/Cr e Pb²⁺/Pb gli ioni Pb²⁺ si riducono e gli atomi di Cr 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⁺//Pb²⁺/Pb vale 0,63 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 relazione ai processi elettrolitici, completa le frasi seguenti, scegliendo l'espressione corretta tra le alternative proposte.

In un processo elettrolitico viene fornita a un sistema ________ che viene trasformata in ________ 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. Un esempio di applicazione industriale di un processo elettrolitico è costituito dalla produzione di sodio: facendo arrivare elettroni al catodo di una cella contenente NaCl allo stato liquido, si provoca ________ degli ioni Na⁺ e quindi la formazione di atomi di sodio.

Completamento chiuso

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Chimica

In relazione all'elettrolisi dell'acqua, indica per ciascuna delle frasi seguenti se 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 falso

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Chimica

Di seguito sono riportati i risultati di due prove sperimentali:

• Immergendo una lamina di rame in una soluzione di ioni Ag⁺ si forma un deposito di argento sulla lamina.
• Immergendo una lamina di rame in una soluzione di ioni Sn²⁺ non si verifica alcuna reazione.

Alla luce di queste informazioni, e senza utilizzare la tabella dei potenziali standard, che cosa ti aspetti che succeda se immergi una lamina di stagno in una soluzione di ioni Ag⁺?

A: Non si verifica alcuna reazione

B: Sulla lamina di stagno si forma uno strato di argento

C: Si riducono gli ioni Sn²⁺

D: Si ossida l'argento

E: Senza consultare la scala dei potenziali standard non si può rispondere alla domanda

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Chimica

In relazione alle leggi di Faraday, completa le frasi seguenti scegliendo l'espressione corretta tra le alternative proposte.

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 quantità ________ di sostanza, comunque sempre ________ ai rispettivi equivalenti elettrochimici. Nel caso di un catione Met⁺ l'equivalente elettrochimico è una quantità che corrisponde a ________ mentre nel caso di un catione Met²⁺ è una quantità che corrisponde a ________.

Completamento chiuso

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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 · 10²³ C

B: La quantità di elettricità corrispondente a una mole di elettroni viene chiamata costante 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 da una soluzione contenente ioni Cu²⁺ occorre fornire 96485 C

E: Per depositare 107,9 g di argento da una soluzione contenente ioni Ag⁺ occorre fornire una quantità di corrente pari alla costante di Faraday

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Chimica

Considera il processo di argentatura di un oggetto metallico, per esempio un cucchiaio, 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 l'anodo si consuma

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Chimica

Completa le frasi, scegliendo l'espressione corretta nell'elenco sottostante.

La corrosione del ferro avviene quando esso è a contatto con aria e ________. Sulla superficie del metallo si creano due zone che funzionano come una ________. In presenza di acqua il ferro si comporta da ________, si ossida liberando ________ e passa in soluzione come ione; gli elettroni si muovono attraverso il metallo, fino a raggiungere una zona a contatto con ________ che si comporta da ________: 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 ________.

Posizionamento

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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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Chimica

Qual è la corretta schematizzazione della pila che si ottiene collegando la semicella Ni²⁺/Ni con quella Pd²⁺/Pd?

A: (─) Pd/Pd²⁺ // Ni²⁺/Ni (+)

B: (─) Ni²⁺/Ni // Pd/Pd²⁺ (+)

C: (+)Ni/Ni²⁺ // Pd²⁺/Pd (─)

D: (─)Ni/Ni²⁺// Pd²⁺/Pd (+)

E: (+)Ni²⁺/ Pd²⁺// Ni/Pd (─)

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Chimica

Qual è il voltaggio della pila che si ottiene collegando la semicella Ni²⁺/Ni con quella Ag⁺/Ag?

A: 1,06 V

B: 0,54 V

C: 1,96 V

D: -0,54 V

E: 1,34 V

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Chimica

In relazione ai sistemi elettrochimici usati comunemente, indica tra le seguenti affermazioni l'unica sbagliata.

A: Le batterie usate per far funzionare il motorino di avviamento delle automobili sono ricaricabili

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: Le batterie delle automobili contengono piombo e acido solforico, quindi vanno smaltite in maniera opportuna

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

Due celle elettrolitiche sono collegate in serie; in una di esse vi è una soluzione 0,5 M di ioni Cu²⁺ e nell'altra una soluzione 0,25 M di ioni Au³⁺. Nelle celle viene fatta passare una corrente di 2 A. In base a queste informazioni quale affermazione è corretta?

A: Al termine dell'elettrolisi la massa di rame depositata è maggiore di quella di oro

B: Al termine dell'elettrolisi la massa di rame depositata è minore di quella di oro

C: Al termine dell'elettrolisi la massa di rame depositata è uguale a quella di oro

D: Non si possono confrontare le masse di metallo depositate se non si conosce la quantità di elettricità fornita

E: Non si possono confrontare le masse dei due metalli depositate perché la concentrazione delle due soluzioni è diversa

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