17. Le trasformazioni elettrochimiche #96017 - Prove ed esercizi Zanichelli

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

Completamento chiuso

In una elettrolisi si fornisce ________ a un sistema che attraverso una reazione ________ la trasforma in energia chimica. In un processo elettrolitico, quindi, l'energia elettrica ________ l'ossidoriduzione. Per esempio, la ricarica di una pila esausta è un processo elettrolitico che ricostituisce ________ utilizzati dalla pila in fase di scarica. Oppure, facendo arrivare elettroni al catodo di una cella contenente una soluzione di Na⁺ e Cl⁻, si provoca ________ degli ioni Na⁺ ad atomi neutri.

Completamento chiuso

Indica tra le seguenti frasi quelle corrette.

A: Il valore di potenziale zero assegnato alla semicella a idrogeno è arbitrario.

B: È possibile misurare direttamente il potenziale elettrico di una singola semicella.

C: Nella semicella a idrogeno la semireazione avviene tra gli ioni in soluzione.

D: La semicella a idrogeno è costituita da idrogeno gassoso a contatto con una soluzione di ioni OH^-.

E: I valori dei potenziali standard cambiano se si assume come riferimento una semicella diversa da quella a idrogeno.

Scelta multipla

Per ciascuna delle seguenti frasi, indica se è vera o falsa.

A: L'elettrolisi dell'acqua viene effettuata utilizzando acqua distillata, dato che questa è un buon conduttore.

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 all'anodo si osserva la formazione di ossigeno.

E: Il volume del gas ottenuto al catodo è doppio di quello che si ottiene all'anodo.

Vero o falso

Indica quali, tra le frasi seguenti, sono corrette.

A: Per depositare una mole di atomi di rame da una soluzione contenente ioni Cu2+ occorre fornire la quantità di carica elettrica di 1 F.

B: Se un sistema elettrochimico è attraversato da una mole di elettroni significa che assorbe una quantità di elettricità pari a 6,022 × 10²³ C.

C: Per depositare una mole di atomi di argento da una soluzione contenente ioni Ag⁺ occorre fornire la quantità di carica elettrica di 1F.

D: La carica corrispondente a una mole di elettroni si indica con il nome di faraday (F).

E: Operando con intensità di corrente costante, la quantità di elettricità che percorre un circuito si calcola con la formula Q = I · t.

Scelta multipla

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

A: 2 AlCl₃ + 3 Sn → 3 SnCl₂ + 2 Al

B: 2 Fe³⁺ + Sn  → Sn²⁺ + 2 Fe²⁺

C: PbSO₄ + Cu → CuSO₄ + Pb

D: Au³⁺ + 3 Ag → 3 Ag⁺ + Au

E: 2 Ag+ + Pd → 2 Ag + Pd2+

Scelta multipla

Considera la tabella dei potenziali di riduzione standard e tra le frasi che seguono individua l'unica sbagliata.

A: La ddp della pila Zn/Zn²⁺//Cu²⁺/Cu vale 1,10 V.

B: Nella pila Zn/Zn²⁺//Pb²⁺/Pb gli ioni di piombo si riducono e gli atomi di zinco si ossidano.

C: Se si immerge una lamina di rame in una soluzione di AgNO₃ si formano ioni Cu²⁺.

D: Il ferro viene corroso se viene a contatto con una soluzione contenente ioni H⁺.

E: Non tutti i metalli vengono corrosi quando sono a contatto con una soluzione contenente ioni H⁺.

Scelta multipla

Considera il processo di argentatura di un oggetto metallico e tra le frasi che seguono individua l'unica sbagliata.

A: L'oggetto da argentare costituisce il catodo del sistema elettrochimico.

B: Il passaggio di cariche fra anodo e catodo genera corrente elettrica.

C: Durante il processo di argentatura la barretta di argento si consuma.

D: Sia l'anodo sia il catodo sono immersi nella stessa soluzione acquosa contenete ioni Ag⁺.

E: L'anodo del sistema elettrochimico è costituito da una barretta di argento.

Scelta multipla

In relazione alla batteria al piombo, indica quali, tra le frasi seguenti, sono sbagliate.

A: La reazione di ossidoriduzione che avviene durante l'accensione del motore costituisce il processo di scarica.

B: Le lastre di piombo spugnoso sono collegate tra loro e costituiscono il polo positivo della batteria.

C: Il voltaggio della batteria di un'automobile è di circa 2 V.

D: La batteria è un sistema elettrochimico costituto da più pile uguali collegate in serie.

E: Gli elettrodi della batteria sono immersi in una soluzione di acido nitrico.

Scelta multipla

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

A: Uno dei reagenti nelle pile a combustibile è sempre un gas inerte.

B: Nelle pile a combustibile non sono presenti soluzioni elettrolitiche.

C: Le pile a combustibile a idrogeno producono energia attraverso una reazione di ossidoriduzione tra ossigeno e idrogeno.

D: Tutte le pile a combustibile utilizzano idrogeno perché è una sostanza molto abbondante in natura.

E: Le pile a combustibile sono sistemi costosi perché debbono resistere alle alte temperature prodotte dalla combustione.

Scelta multipla

Tra le seguenti frasi individua l'unica sbagliata.

A: Con l'elettrolisi del cloruro di sodio NaCl si ottengono gli elementi sodio e cloro.

B: Il processo di produzione dell'alluminio è molto dispendioso in termini energetici, quindi è necessario sviluppare al massimo il suo riciclaggio.

C: Con il termine acciaio 18/10 si indica una lega di ferro con cromo (al 18%) e nichel (al 10%), molto più resistente del ferro alla corrosione.

D: Il minerale da cui si ricava l'alluminio è la bauxite.

E: Il sodio (Na, metallo alcalino) non si trova libero in natura, a causa della sua forte tendenza a ridursi.

Scelta multipla

Considera questa scrittura e indica l'unica affermazione esatta.

A: Seguendo la freccia che punta verso sinistra, Metn+ si comporta da riducente.

B: La freccia che punta verso destra descrive la semireazione di ossidazione.

C: Seguendo la freccia che punta verso sinistra, un metallo perde n elettroni e diventa uno ione positivo

D: La freccia che punta verso destra rappresenta la reazione di riduzione degli ioni.

E: Seguendo la freccia che punta verso sinistra, un atomo di metallo perde n elettroni e diventa un catione con n protoni in più rispetto ai suoi elettroni.

Scelta multipla

Osserva la figura, che rappresenta la molecola del cloroformio (CHCl₃) e completa il testo scegliendo le parole corrette tra le alternative presentate.

Ciascuno dei tre atomi di cloro è legato solo all'atomo di carbonio e ha N.O. negativo, quindi il cloro è sicuramente ________ elettronegativo del carbonio. In particolare, il cloro ________ l'elettrone in condivisione nel legame covalente. Quindi, i tre legami con il cloro si formano a partire da tre elettroni del carbonio. L'idrogeno ha N.O. pari a +1, quindi l'elettrone che esso condivide con il carbonio è ________ spostato verso il carbonio. In totale il N.O. del carbonio è ________. Questo valore ________ se si considera un qualunque altro composto del carbonio.

Completamento chiuso

Considera le seguenti formule:

Cr₂O₇^2- MnO₄^- NH₃ Fe₂O₃ BrO^-

Quale affermazione è sbagliata?

A: Il N.O. del bromo è -1.

B: Il N.O. del manganese è +7.

C: Il N.O. del ferro è +3.

D: Il N.O. dell'azoto è -3.

E: Il N.O. del cromo è +6.

Scelta multipla

La corrosione del ferro avviene quando esso è esposto a ________. 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 di esso a contatto con l'________: 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

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

Posizionamento

Considera la pila così schematizzata: (-)Cu / Cu²⁺ // Au³⁺ / Au(+). Quali tra le seguenti affermazioni sono esatte?

A: La reazione che avviene nella pila è endoenergetica

B: Il ponte salino deve rifornire la semicella di riduzione di ioni positivi.

C: Al catodo si formano atomi di rame che si depositano sulla lamina.

D: La redox completa e bilanciata è: Cu(s) + Au³⁺(aq) → Cu²⁺(aq) + Au(s) + energia elettrica.

E: La semireazione di ossidazione è Cu (s) → Cu²⁺(aq) + 2e^-.

Scelta multipla

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

A: Nella semicella di destra la concentrazione degli ioni Cu²⁺ in soluzione diminuisce mentre ha luogo la reazione.

B: Gli elettroni scorrono da sinistra verso destra nel circuito esterno e sono rilevati come corrente elettrica.

C: Nella semicella di destra avviene la semireazione di riduzione e quindi il rame si riduce.

D: Il catodo si assottiglia mentre nella pila ha luogo la reazione di ossidoriduzione

E: Nella semicella di sinistra lo zinco metallico rilascia elettroni e passa in soluzione come ione Zn²⁺.

Scelta multipla

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

A: Gli ioni SO₄^2- nelle due semicelle derivano dall'attività del ponte salino, che è immerso in entrambe le soluzioni.

B: Al catodo la concentrazione degli ioni Cu²⁺diminuisce, quindi diminuisce la carica positiva in soluzione.

C: Il ponte salino contiene un acido in soluzione, separato nei suoi ioni.

D: Gli ioni NO₃^- nella semicella dell'anodo sono rilasciati dal ponte salino per contrastare l'eccessiva carica positiva in soluzione, dovuta alla ossidazione dello zinco.

E: Al catodo avviene la riduzione: gli ioni K⁺ rilasciati dal ponte salino acquistano un elettrone e si depositano sulla lamina.

Vero o falso

Indica tra le seguenti affermazioni l'unica sbagliata.

A: Durante la ricarica di una pila, a essa deve essere fornita energia elettrica che si trasforma in energia chimica, immagazzinata dalla pila.

B: Le batterie usate per l'avviamento delle automobili sono ricaricabili.

C: Nelle pile alcaline, l'elettrolita è l'idrossido di potassio, KOH; questo significa che KOH è la specie che si riduce.

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

E: Le reazioni di ossidoriduzione che avvengono nelle pile ricaricabili sono reversibili.

Scelta multipla