Chimica - Scuola secondaria di secondo grado Elettrochimica Potenziali di riduzione Potenziale di cella e forza elettromotrice

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

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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

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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

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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^- → H_2(g).

Vero o falso

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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

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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

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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

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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

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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: Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- ↔ 2Cr³⁺ + 7H₂O

D: Cl₂ + 2e^- ↔ 2Cl^-

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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

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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 E_{Cu²⁺/Cu⁺} = + 0,15 V?

A: E = - 0,22 V

B: E = - 0,15 V

C: E = + 0,15 V

D: E = 0,22 V

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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

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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) + H_2(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)

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Chimica

Determinazione del potenziale di una semicella

Qual è il potenziale della semicella Cl_{2 (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

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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

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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

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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
E°_Fe²⁺/Fe = - 0,45 V; E°_Cu²⁺/Cu = + 0,34 V)

B: 2NaF + Cl₂ → 2NaCl + F<sub2
E°_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

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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

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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?
E°_Ni²⁺/Ni = - 0,26 V;
E°_Zn²⁺/Zn = - 0,76 V;
E°_Mg²⁺/Mg = - 2,37 V;
E°_Fe²⁺/Fe = - 0,45 V.

A: Fe²⁺_(aq)

B: Mg²⁺_(aq)

C: H₃O⁺_(aq)

D: Zn²⁺_(aq)

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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) + PbO_2(s) + 4H⁺_(aq) + 2SO_4(aq)^2– ↔ 2PbSO_4(s)

D: Le semireazioni che avvengono nella batteria al piombo sono reversibili.

Vero o falso

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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

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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°_{SO₄^2-/H₂SO₃} = + 0,17 V; E°_O₂/H₂O = + 1,23 V; nell'elettrolisi di una soluzione di Na₂SO₄ si generano

A: H_2(g) al catodo e O_2(g) all'anodo

B: Na_(s) al catodo e SO_2(g) all'anodo

C: Na_(s) al catodo e O_2(g) all'anodo

D: SO_2(g) al catodo e H_2(g) all'anodo

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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.

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