Risoluzione esercizi di Pasqua per 1A

RISOLUZIONE Esercizi per le vacanze
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Esercizi con nota solo il quantitativo di un reagente o prodotto:
1) Calcola la massa in grammi di Zn3(PO4)2 prodotta dalla reazione di 25 g di Zn
con H3PO4 secondo la reazione da bilanciare:
___ Zn + ___ H3PO4 → ___ Zn3(PO4)2 + ___ H2
Passo 1) Avendo la massa del composto 1 e dovendo trovare la sola massa del composto 3 mi
servono solo le MM del 1° e del 3° composto. Per il primo essendo un atomo e non una molecola
basterà leggere il valore della sua massa atomica sulla tavola periodica:
A1 = AZn = 65,38 uma
MM3 = 3 x AZn + 2 x AP + 8 x AO = 386,08 uma
Passo 2) Di Zn ce ne sono 1 a sx e 3 a dx; quindi devo mettere un 3 nella prima posizione:
3 Zn + ___ H3PO4 → ___ Zn3(PO4)2 + ___ H2
Di P ce ne sono 1 a sx e 2 a dx; quindi devo mettere un 2 nella seconda posizione:
3 Zn + 2 H3PO4 → ___ Zn3(PO4)2 + ___ H2
Gli ossigeni (O) sono già bilanciati così (8 per parte) mentre per bilanciare gli idrogeni che sono
6 a sx e 2 a dx devo mettere un 3 nella quarta posizione terminando così il bilanciamento:
3 Zn + 2 H3PO4 → 1 Zn3(PO4)2 + 3 H2
Passo 3) Calcoliamo le moli del composto di cui conosciamo la massa ovvero lo Zinco:
n1 = m1/ A1 = 25 / 65,38 = 0,38 mol
Passo 4) Calcoliamo tramite i coefficienti stechiometrici le moli che si formeranno del composto
3:
n3 = ( n1 / cs1 ) x cs3 = ( 0,38 / 3 ) x 1 = 0,13 mol
Passo 5) Calcoliamo la massa del composto 3:
m3 = n3 x MM3 = 0,13 x 386,08 = 50 g
Passo 6) Siccome non dovevamo calcolare tutte le masse in gioco non si possono controllare i
risultati con la legge di Lavoisier non conoscendo le masse m2 e m4.
2) È data la seguente reazione da bilanciare:
___ FeS2 + ___ O2 → ___ Fe2O3 + ___ SO2
a) Calcola quante moli di Fe2O3 si possono formare dalla reazione di 2 mol di
FeS2.
b) Calcola quante moli di O2 servono per reagire con 10,0 mol di FeS2.
c) Se la reazione produce 4,0 mol di Fe2O3, quante sono le moli di SO2 prodotte?
d) Calcola quanti grammi di SO2 si ottengono dalla reazione di 3,50 mol di FeS2.
e) Calcola quante moli di O2 reagendo producono 50 g di SO2.
f) Calcola quanti grammi di FeS2 servono per ottenere 300 g di Fe2O3.
a) Siccome dobbiamo passare solo da moli a moli dovrò fare solo i passi 2 (bilanciamento) e 4
(calcolo delle altre moli):
Passo 2) Di Fe ce ne sono 1 a sx e 2 a dx; quindi mettiamo un 2 nella prima posizione:
2 FeS2 + ___ O2 → ___ Fe2O3 + ___ SO2
Di S adesso ce ne sono 4 a sx e 1 a dx; quindi mettiamo un 4 nella posizione 4:
2 FeS2 + ___ O2 → ___ Fe2O3 + 4 SO2
Ora di ossigeni ce ne sono 2 a sx e ( 3 + 8 ) = 11 a dx; quindi per fare 11 anche a sx metto un 5,5
nella posizione 2:
2 FeS2 + 5,5 O2 → 1 Fe2O3 + 4 SO2
E ovvio che un coefficiente stechiometrico deve risultare intero (ovvero senza virgola) perchè
non si può prendere una mezza molecola. Di conseguenza moltiplico ogni coefficiente finora
ottenuto per 2 in modo che il 5,5 in posizione 2 diventi 11:
4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2
Ora vi sono 4 atomi di Fe per parte, 8 atomi di S per parte e 22 atomi di O per parte e la reazione
è quindi bilanciata.
Passo 4) Le moli richieste si calcolano in base ai coefficienti stechiometrici dei composti 1 e 3:
n3 = ( n1 / cs1 ) x cs3 = ( 2 / 4) x 2 = 1 mol
b) Avendo già fatto il bilanciamento nel punto a) basta solo applicare il passo 4:
Passo 4) Le moli richieste si calcolano in base ai coefficienti stechiometrici dei composti 1 e 2:
n2 = ( n1 / cs1 ) x cs2 = ( 10,0 / 4) x 11 = 27,5 mol
c) Avendo già fatto il bilanciamento nel punto a) basta solo applicare il passo 4:
Passo 4) Le moli richieste si calcolano in base ai coefficienti stechiometrici dei composti 3 e 4:
n4 = ( n3 / cs3 ) x cs4 = ( 4,0 / 2) x 8 = 16 mol
d) Essendo richiesta la massa del composto 4 partendo dalle moli del composto 1 dovrò fare il
passo 1 per calcolare MM4 e poi i passi 4 e 5:
Passo 1) La MM4 si calcola con:
MM4 = 1 x AS + 2 x AO = 64,06 uma
Passo 4) Le moli del composto 4 partendo dalle moli del composto 1 si calcolano in base ai
coefficienti stechiometrici dei composti 1 e 4:
n4 = ( n1 / cs1 ) x cs4 = ( 3,50 / 4) x 8 = 7,00 mol
Passo 5) Calcoliamo la massa del composto 4:
m4 = n4 x MM4 = 7,00 x 64,06 = 448 g
e) Essendo richieste le moli del composto 2 partendo dalla massa del composto 4 dovrò fare il
passo 1 per calcolare MM4 e poi i passi 3 e 4:
Passo 1) La MM4 si calcola con:
MM4 = 1 x AS + 2 x AO = 64,06 uma
Passo 3) Calcoliamo le moli del composto 4:
n4 = m4/ MM4 = 50 / 64,06 = 0,78 mol
Passo 4) Calcoliamo tramite i coefficienti stechiometrici le moli che devo far reagire del
composto 2:
n2 = ( n4 / cs4 ) x cs2 = ( 0,78 / 8 ) x 11 = 1,1 mol
f) Essendo richieste la massa del composto 1 partendo dalla massa del composto 3 dovrò fare il
passo 1 per calcolare le MM3 e MM1 e poi i passi 3, 4 e 5:
Passo 1) La MM4 si calcola con:
MM3 = 2 x AFe + 3 x AO = 159,69 uma
MM1 = 1 x AFe + 2 x AS = 119,98 uma
Passo 3) Calcoliamo le moli del composto 3:
n3 = m3/ MM3 = 300 / 159,69 = 1,88 mol
Passo 4) Calcoliamo tramite i coefficienti stechiometrici le moli che devo far reagire del
composto 1:
n1 = ( n3 / cs3 ) x cs1 = ( 1,88/ 2 ) x 4 = 3,76 mol
Passo 5) Calcoliamo la massa del composto 1:
m1 = n1 x MM1 = 3,76 x 119,98 = 451 g
3) Il gas C2H6 dà luogo a una reazione di combustione con l' O2 dell’aria secondo la
seguente reazione da bilanciare:
___ C2H6 + ___ O2 → ___ CO2 + ___ H2O
a) Quante moli di O2 reagiscono con 30,0 mol di C2H6?
b) Calcola la massa di CO2 prodotta quando vengono prodotti 20 g di H2O.
c) Calcola quanti grammi di CO2 vengono prodotti dalla combustione di 100 g di
C2H6.
a) Siccome dobbiamo passare solo da moli a moli dovrò fare solo i passi 2 (bilanciamento) e 4
(calcolo delle altre moli):
Passo 2) Di C ce ne sono 2 a sx e 1 a dx; quindi mettiamo un 2 nella terza posizione:
___ C2H6 + ___ O2 → 2 CO2 + ___ H2O
Di H adesso ce ne sono 6 a sx e 2 a dx; quindi mettiamo un 3 nella posizione 4:
___ C2H6 + ___ O2 → 2 CO2 + 3 H2O
Ora di ossigeni ce ne sono 2 a sx e ( 4 + 3 ) = 7 a dx; quindi per fare 7 anche a sx metto un 3,5
nella posizione 2:
1 C2H6 + 3,5 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
E ovvio che un coefficiente stechiometrico deve risultare intero (ovvero senza virgola) perchè
non si può prendere una mezza molecola. Di conseguenza moltiplico ogni coefficiente finora
ottenuto per 2 in modo che il 3,5 in posizione 2 diventi 7:
2 C2H6 + 7 O2 → 4 CO2 + 6 H2O
Ora vi sono 4 atomi di C per parte, 12 atomi di H per parte e 14 atomi di O per parte e la
reazione è quindi bilanciata.
Passo 4) Le moli richieste si calcolano in base ai coefficienti stechiometrici dei composti 1 e 2:
n2 = ( n1 / cs1 ) x cs2 = ( 30,0 / 2 ) x 7 = 105 mol
b) Essendo richieste la massa del composto 3 partendo dalla massa del composto 4 dovrò fare il
passo 1 per calcolare le MM3 e MM4 e poi i passi 3, 4 e 5:
Passo 1) Le MM si calcolano con:
MM4 = 2 x AH + 1 x AO = 18,02 uma
MM3 = 1 x AC + 2 x AO = 44,01 uma
Passo 3) Calcoliamo le moli del composto 4:
n4 = m4/ MM4 = 20 / 18,02 = 1,1 mol
Passo 4) Calcoliamo tramite i coefficienti stechiometrici le moli che si produrranno del
composto 3:
n3 = ( n4 / cs4 ) x cs3 = ( 1,1 / 6 ) x 4 = 0,73 mol
Passo 5) Calcoliamo la massa del composto 3:
m3 = n3 x MM3 = 0,73 x 44,01 = 32 g
c) Essendo richieste la massa del composto 3 partendo dalla massa del composto 1 dovrò fare il
passo 1 per calcolare le MM1 e MM3 e poi i passi 3, 4 e 5:
Passo 1) La MM si calcolano con:
MM1 = 2 x AC + 6 x AH = 30,07 uma
MM3 = 1 x AC + 2 x AO = 44,01 uma
Passo 3) Calcoliamo le moli del composto 1:
n1 = m1/ MM1 = 100 / 30,07 = 3,33 mol
Passo 4) Calcoliamo tramite i coefficienti stechiometrici le moli che si produrranno del
composto 3:
n3 = ( n1 / cs1 ) x cs3 = ( 3,33 / 2 ) x 4 = 6,66 mol
Passo 5) Calcoliamo la massa del composto 3:
m3 = n3 x MM3 = 6,66 x 44,01 = 293 g