21 L'elettrochimica

30 esercizi
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Chimica

Le pile
La pila o ________________ è un dispositivo che consente di trasformare energia ________ in energia elettrica, sfruttando reazioni ________ di ossido-riduzione. La pila ________ è formata da due elettrodi di rame e di zinco collegati tra loro da un ________ che funge da conduttore metallico; nelle due semipile avvengono separatamente le ________ di ossidazione e di riduzione.
Completamento aperto
1

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Chimica

Calcolo del potenziale standard di cella e della variazione di energia libera
Quali sono E° e ΔG della pila in cui ha luogo la reazione seguente (E°Au3+/Au = + 1,50 V; E°Cu2+/cu = + 0,34 V)?

2Au3+(aq) + 3 Cu(s) → 3Cu2+(aq) + 2Au(s)
A: E° = - 1,16 V; Δ G = - 223,88 kJ
B: E° = 223,88 V; Δ G = - 223,88 kJ
C: E° = 1,16 V; Δ G = - 223,88 kJ
D: E° = -223,88 V; Δ G = 1,16 kJ
Scelta multipla
2

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Chimica

Il polo positivo e il polo negativo di una cella galvanica
Se si costruisce una cella galvanica collegando una semicella normale a idrogeno e una normale Co2+ + 2e- ↔ Co (E° = - 0,28 V), qual è il polo positivo e quale il polo negativo?
A: idrogeno è al polo negativo, il cobalto a quello positivo
B: i due poli sono entrambi positivi
C: i due poli sono entrambi negativi
D: idrogeno è al polo positivo, il cobalto a quello negativo
Scelta multipla
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Chimica

Elettrochimica
A: Il potenziale normale di un elettrodo si misura confrontandolo con il potenziale di un elettrodo a idrogeno a potenziale 0.
B: Il volt misura l'intensità di corrente.
C: Le condizioni standard elettrochimiche prevedono per le soluzioni una concentrazione 1 M, per i gas una pressione parziale di 1 bar e una temperatura di 0° C.
D: Quando l'elettrodo standard a idrogeno è il catodo della pila è sede della semireazione 2H+(aq) + 2e- → H2(g).
Vero o falso
1

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Chimica

L'elettrolisi
Le quantità delle specie chimiche che si formano o si consumano agli elettrodi durante un'elettrolisi
A: dipendono dalla resistenza elettrica della soluzione
B: non dipendono dalla quantità di corrente elettrica usata
C: non dipendono dal tempo impiegato
D: sono proporzionali alla quantità di elettricità che ha attraversato la cella elettrolitica
Scelta multipla
1

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Chimica

La spontaneità delle reazioni
Il potenziale di una pila si calcola ________ il potenziale standard della specie al ________ e il potenziale standard della specie ________. Sulla base di questa relazione è possibile stabilire la spontaneità o meno di una reazione. Infatti quando la fem è ________ la reazione è spontanea; al contrario, se la fem è ________ la reazione avviene in senso inverso.
Completamento chiuso
1

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Chimica

Il circuito elettrico di una pila
A: Nel circuito esterno alle pile gli elettroni si muovono dal polo positivo al polo negativo.
B: Nel ponte salino gli elettroni migrano verso il catodo.
C: Il ponte salino serve per chiudere il circuito.
D: All'anodo ha luogo l'ossidazione e al catodo la riduzione.
Vero o falso
1

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Chimica

Le specie ossidanti
Stabilisci quale dei seguenti ossidanti è più forte.
A: Ag2+ + 1e- → Ag+; E° = + 1,98 V
B: Tl3+ + 2e- → Tl+; E° = + 1,25 V
C: Co3+ + 1e- → Co2+; E° = + 1,808 V
D: Ce4+ + 1e- → Ce3+; E° = + 1,61 V
Scelta multipla
2

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Chimica

Determinare la semireazione al catodo
Quali delle seguenti semireazioni possono essere associate alla semicella O2 + 4H+ + 4e- ↔ 2H2O in modo tale da avere luogo al catodo?
A: F2 + 2e- ↔ 2F-
B: O2 + 2H2O + 4e- ↔ 4OH-
C: Cr2O72- + 14H+ + 6e- ↔ 2Cr3+ + 7H2O
D: Cl2 + 2e- ↔ 2Cl-
Scelta multipla
3

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Chimica

Calcolo del potenziale di cella
Qual è il valore di E° per la cella
3Cu(s) + 2 Al3+(aq) ↔ 3Cu2+(aq) + 2Al(s)
(E°Cu2+/Cu = + 0,34 V; E°Al3+/Al = - 1,66 V; )?
A: - 0,04 V
B: - 2 V
C: + 2 V
D: + 0,04 V
Scelta multipla
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Chimica

Calcolo del potenziale di una semicella
Qual è il potenziale della semicella Cu+(aq) 0,2 M/Cu2+(aq) 0,1 M a 18° C, sapendo che ECu2+/Cu+ = + 0,15 V?
A: E = - 0,22 V
B: E = - 0,15 V
C: E = + 0,15 V
D: E = 0,22 V
Scelta multipla
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Chimica

Gli accumulatori
Quanto piombo si trasforma in PbSO4 in un accumulatore quando si impiegano 1,5 minuti per accendere il motore di un'automobile, considerando che la corrente della batteria è di 120 A?
A: 11,58 g
B: 115,8 g
C: 1,158 g
D: 1158 g
Scelta multipla
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Chimica

La formazione della ruggine
Se si immerge una lamina di ferro in posizione verticale in un bicchiere d'acqua e la si lascia a lungo senza agitare il liquido, quale parte arrugginisce prima?
A: si arrugginisce tutta allo stesso tempo
B: quella più vicina alla superficie
C: quella più lontana dalla superficie
D: non si arrugginisce
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Chimica

Il rame delle grondaie
Il rame è usato per le grondaie in quanto non reagisce con l'acqua; infatti
A: pur essendo l'acqua un ossidante più forte di Cu2+ l'ossido-riduzione non si verifica perché ha un'energia di attivazione molto elevata
B: l'acqua non è in grado di ossidare i metalli
C: il rame si passiva, cioè si riveste con uno strato scuro di CuO che lo protegge dall'ossidazione
D: la reazione Cu(s) + 2H2O(l) → Cu(OH)2(s) + H2(g) non è spontanea
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Chimica

Le reazioni spontanee
Quale tra le seguenti reazioni è spontanea in soluzione acquosa?
A: 2Ag+ + Pb → 2Ag + Pb2+
(E°Ag+/Ag = + 0,80 V; E°Pb2+/Pb = - 0,13 V)
 
B: 3Ag+ + Au → 3Ag + Au3+
(E°Ag+/Ag = + 0,80 V; E°Au3+/au = + 1,50 V)
 
C: Cu2+ + 2Ag → Cu + 2 Ag+
(E°Cu2+/Cu = + 0,34 V; E°Ag+/Ag = + 0,80 V)
 
D: Ba2+ + Ni → Ba + Ni2+
(E°Ba2+/Ba = - 491 V; E°Ni2+/Ni = - 0,26 V)
 
Scelta multipla
2

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Chimica

Determinazione del potenziale di una semicella
Qual è il potenziale della semicella Cl2 (g) 0,58 atm / Cl-(aq) 0,02 M a 20° C, sapendo che E°Cl2 / Cl- = + 1,36 V?
A: E = + 1,36 V
B: E = + 1,45 V
C: E = + 0,09 V
D: E = + 1,27 V
Scelta multipla
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Chimica

Il potenziale redox di una pila
Il potenziale redox di una pila si può definire come
A: la misura dell'intensità di corrente erogata
B: la misura della tendenza di un elettrodo a cedere o ad acquistare elettroni
C: il numero di elettroni in gioco
D: la misura della tensione tra i due elettrodi
Scelta multipla
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Chimica

Calcolo della f.e.m. di una pila
Qual è la forza elettromotrice di una pila costituita da due semicelle normali Mn2+/Mn (E° = -1,18 V) ) e Ag+/Ag (E° = + 0,80 V)?
A: - 1,98 V
B: - 0,38 V
C: + 0,38 V
D: + 1,98 V
Scelta multipla
1

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Chimica

Il principio di funzionamento di una pila
La pila in figura inizierà a funzionare con la chiusura dell'interruttore. Il ________ metallico, avendo maggiore tendenza a ossidarsi, libererà ioni positivi in soluzione acquosa ed elettroni nel circuito esterno. Tali elettroni, attraverso il circuito esterno, andranno verso il ________ di rame, dove avviene la ________ degli ioni rame in soluzione, a rame metallico. Per compensare la scomparsa di ioni positivi nella semipila destra e la formazione di ioni positivi nella soluzione di sinistra, attraverso il ponte salino fluiranno ________ verso sinistra e ________ verso destra ed entrambi i compartimenti della pila si manterranno ________ mentre la pila è in funzione. In questa pila il polo positivo è il ________.
Completamento aperto
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Chimica

Prevedere la spontaneità delle reazioni
Per ciascuna delle seguenti reazioni indica se può avvenire o no.
A: Fe + Cu2+ → Fe 2+ + Cu
Fe2+/Fe = - 0,45 V; E°Cu2+/Cu = + 0,34 V)
B: 2NaF + Cl2 → 2NaCl + F<sub2
F2/F = + 2,87 V; E°Cl2/Cl- = + 1,36 V)
C: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
(E°Zn2+/Zn = - 0,76 V)
D: 2Au3+ + 3Ni → 3Ni2+ + 2Au
(E°Au3+/Au = + 1,50 V; E°Ni2+/Ni = - 0,26 V)
Domande in serie
2

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Chimica

Il ponte salino delle celle galvaniche
Nella cella galvanica il ponte salino o il setto poroso servono
A: a mantenere i due elettrodi allo stesso potenziale elettrico
B: a mantenere il liquido allo stesso livello nei due comparti
C: per chiudere il circuito elettrico tramite passaggio di elettroni nella direzione opposta rispetto al circuito esterno
D: a mantenere la neutralità delle due semicelle tramite il trasporto di ioni
Scelta multipla
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Chimica

L'utilizzo dei potenziali standard di riduzione
Conoscendo i seguenti potenziali standard di riduzione, determina quale ione è in grado di ossidare il nichel metallico?
Ni2+/Ni = - 0,26 V;
Zn2+/Zn = - 0,76 V;
Mg2+/Mg = - 2,37 V;
Fe2+/Fe = - 0,45 V.
A: Fe2+(aq)
B: Mg2+(aq)
C: H3O+(aq)
D: Zn2+(aq)
Scelta multipla
2

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Chimica

Le batterie al piombo
A: Nelle batterie a piombo tutte le specie sono allo stato solido.
B: La ricarica di una batteria al piombo avviene mentre la macchina è in moto.
C: La reazione che avviene in una batteria al piombo è Pb(s) + PbO2(s) + 4H+(aq) + 2SO4(aq)2– ↔ 2PbSO4(s)
D: Le semireazioni che avvengono nella batteria al piombo sono reversibili.
Vero o falso
1

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Chimica

Determinazione del potenziale di cella
Qual è il valore di E° per la cella Cu(s) + 2Ag(aq)+ → Cu(aq)2+ + 2Ag(s) (E°Cu2+/Cu = + 0,34 V; E°Ag+/Ag = + 0,80 V)?
A: - 0,88 V
B: + 0,88 V
C: + 0,46 V
D: - 0,46 V
Scelta multipla
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Chimica

La forza elettromotrice delle pile
La fem di una pila si calcola tramite la relazione
A: fem = E°specie ossidata - E°specie ridotta
B: fem = E°specie ridotta + E°specie ossidata
C: fem = E°specie ridotta - E°specie ossidata
D: fem = E°specie ossidata + E°specie ridotta
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Chimica

L'elettrolisi dell'acqua
Che cosa s'intende per elettrolisi dell'acqua?
A: è un'elettrolisi nella quale sia al catodo che all'anodo si scaricano solo gli ioni dell'acqua
B: è un'elettrolisi che avviene soltanto con l'acqua in assenza di altri ioni
C: è un'elettrolisi che avviene in soluzione acquosa
D: è un'elettrolisi in cui il prodotto è l'acqua
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Chimica

Le trasformazioni quantitative durante l'elettrolisi
Una corrente di 0,75 A attraversa una soluzione acquosa di un sale d'argento. Quanto tempo occorre affinché si depositino 15 g di argento al catodo?
A: 2 h 18 s
B: 17885 s
C: 1788 s
D: 17 h 28 s
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Chimica

La seconda legge di Faraday
Secondo la seconda legge di Faraday, la stessa quantità di elettricità che produce 0,12 mol di idrogeno, in base alla semireazione 2H+ + 2e- ↔ H2, può ridurre
A: 216 g di Ag da una soluzione di Ag+
B: 25,9 g di Ag da una soluzione di Ag+
C: 10,8 g di Ag da una soluzione di Ag+
D: 5,4 g di Ag da una soluzione di Ag+
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Chimica

Determinazione delle specie chimiche al catodo e all'anodo in un'elettrolisi
Sapendo che E°Na+/Na = - 2,71 V, E°SO42-/H2SO3 = + 0,17 V; E°O2/H2O = + 1,23 V; nell'elettrolisi di una soluzione di Na2SO4 si generano
A: H2(g) al catodo e O2(g) all'anodo
B: Na(s) al catodo e SO2(g) all'anodo
C: Na(s) al catodo e O2(g) all'anodo
D: SO2(g) al catodo e H2(g) all'anodo
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2

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Chimica

Le batterie
Quale delle seguenti affermazioni, riferita alle batterie, è errata?
A: Nelle pile a secco la reazione di scarica non è reversibile e per questo esse non possono essere ricaricate.
B: Elettrodi di maggiori dimensioni danno una maggiore forza elettromotrice alle batterie.
C: Nelle batterie al piombo tutte le specie ossidate e ridotte sono in fase solida.
D: Nelle pile a secco l'ossidazione dello zinco ha luogo (lentamente) anche mentre non si usa la batteria.
Scelta multipla
2

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