Chimica disciplina fondamentale (PDF, 198 kB, 03.03.2015)

Esame svizzero di maturità
Cognome e nome: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Locarno, gennaio 2015
Numero: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Materia Fondamentale:
Scienze sperimentali: CHIMICA
Tempo a disposizione:
80 minuti
Materiale ausiliario autorizzato:
CRM, CRP, CRC, Formulari e tavole (trad. CMSI),
Ed. G d'Encre
CRM, CRP, CRC, Formulaires et tables, Editions du
Tricorne
DMK/DPK, Formeln und Tafeln, Orell Füssli Verlag
La tavola periodica degli elementi è allegata
Calcolatrice non programmabile
Indicazioni:
Tutte le risposte sono da riportare direttamente sui
fogli delle domande.
Ciò che risulta illeggibile non viene corretto e di
conseguenza non valutato.
Il punteggio massimo è indicato per ogni domanda.
Nei calcoli bisogna mostrare l’impostazione algebrica e
dare il risultato con la dovuta precisione (numero
adeguato di cifre significative).
Risposte incomplete o imprecise comportano una
riduzione dei punti assegnati.
Se è richiesta la formula di struttura completa devono
comparire tutti gli elettroni di valenza degli atomi
coinvolti.
Le equazioni chimiche devono presentare le formule
chimiche delle sostanze coinvolte (ev. le formule
condensate), devono essere bilanciate e se possibile
presentare accanto alle formule lo stato delle sostanze.
Punteggio massimo:
119 pti. su 129
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Locarno, gennaio 2015
Materia Fondamentale: Scienze sperimentali
Chimica
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PARTE PRIMA: Domande a scelta multipla
14 pti.
Indica con una crocetta le affermazioni corrette (una sola affermazione corretta per domanda).
a. Quale di queste può essere considerata una sostanza pura?
□
□
□
□
□
□
zinco
zucchero greggio
farina bianca 00 (la farina migliore per la pasticceria)
acqua minerale gassata
acqua minerale naturale
acciaio
b. Quale delle seguenti proprietà del palladio è una proprietà fisica?
□
□
□
□
□
resiste all’azione dell’acido cloridrico
ha un colore bianco-argenteo
non si ossida all’aria
è usato come catalizzatore grazie alla possibilità di formare idruro di palladio
viene corroso dall’acqua regia
c. In 400 mL di nocino ci sono 80 g di zucchero. Qual è la concentrazione zuccherina in questo
liquore?
□
□
□
□
25 % in massa/volume
20 % in massa
2·104 mg/L
200 g/dm3
d. Quale delle seguenti tecniche di separazione comporta due passaggi di stato?
□
□
□
□
□
filtrazione
distillazione
cromatografia su carta
estrazione
cristallizzazione
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Materia Fondamentale: Scienze sperimentali
Chimica
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e. Un anione si forma da un atomo per:
□
□
□
□
acquisto di protoni
acquisto di elettroni
perdita di protoni
perdita di elettroni
f. Quale delle sostanze semplici seguenti costituisce un composto ionico reagendo con il cloro?
□
□
□
□
l’idrogeno
il carbonio
il calcio
il neon
g. Quale delle seguenti proprietà non appartiene ai metalli alcalini
□
□
□
□
reagiscono con l’acqua formando idrossidi
sono i metalli con le più basse densità
ossidano facilmente gli alogeni
i loro composti sono buoni elettroliti
h. In quale delle seguenti reazioni l’azoto subisce una riduzione?
□
□
□
□
sintesi del trifluoruro di monoazoto
sintesi dell’ammoniaca
formazione di HNO 2 da N 2 O 3
reazione di NH 3 con HCl per dare cloruro di ammonio NH 4 Cl
i. In quale delle seguenti soluzioni è maggiore la concentrazione degli ioni H 3 O+
□
□
□
□
soluzione contenente 0.50 mol di HCl in 0.50 L di soluzione
18 g di HCl in 1.00 L di soluzione
10 mmol di HCl in 10 mL di soluzione
6.02·1022 molecole di HCl in 1.00 L di soluzione
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Materia Fondamentale: Scienze sperimentali
Chimica
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j. Quale delle differenze di energia indicate in verde nel
diagramma corrisponde all’energia di attivazione di una
reazione chimica?
□
□
□
□
a
b
c
d
k. Quale delle seguenti sostanze è un polimero sintetico?
□
□
□
□
albumina
gomma naturale (poliisoprene)
acido desossiribonucleico
polietilene
l. A parità di massa molare gli alcoli sono molto meno volatili dei corrispondenti alcani. Questo è
dovuto:
□
□
□
□
alla polarità della molecola
alla possibilità di formare legami idrogeno
alla loro asimmetria
all’entità del legame residuo
m. Nella reazione
□
□
□
□
2 NO (g) + O 2 (g)
2 NO 2 (g)
un aumento della pressione
favorisce la formazione del prodotto
rallenta la reazione
non influenza la resa
riduce il consumo di ossigeno
n. La reazione di sostituzione tra metanolo (CH 3 OH) e acido bromidrico (HBr) porta alla
formazione di:
□
□
□
□
CH 4
CH 2 BrOH
CH 3 Br
CH 4 Br
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Chimica
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PARTE SECONDA: Esercizi
Esercizio 1
16 pti.
La candeggina è una soluzione di ipoclorito di sodio (NaClO), usata grazie alla sua azione ossidante
per disinfettare sanitari e pavimenti, smacchiare e sbiancare i capi di abbigliamento non colorati.
L'ipoclorito di sodio viene prodotto facendo gorgogliare a freddo del cloro gassoso (dicloro; Cl 2 ) in
una soluzione acquosa di idrossido di sodio NaOH. Dalla reazione si forma anche cloruro di sodio e
acqua.
a. Scrivi la reazione completa e bilanciata.
b. Calcola in moli la quantità di idrossido di sodio che deve essere contenuta in 1,0 L di
soluzione, perché facendovi gorgogliare un eccesso di dicloro gassoso si possa ottenere
una soluzione di candeggina al 5,0 %.
L'ipoclorito di sodio si decompone lentamente secondo la reazione seguente:
2 NaCl (aq)
2 NaClO (aq)
c
+ O 2 (g)
Considerata una densità dell’ossigeno di 1,429 kg/m³ a 273 K calcolane in litri il volume
prodotto dalla decomposizione di 50.0 g di NaClO.
d. Identifica gli ioni presenti in tutti i composti ionici riportati in questo esercizio.
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Chimica
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Esercizio 2
24 pti.
Nella figura potete vedere due atomi rappresentati con il modello a (gusci) strati elettronici.
A.
B.
a. Stabilisci di quali elementi si tratta.
A.
B.
b. Precisa lo stato fisico di A. e B. come sostanze pure semplici. A.
B.
c. Descrivi le caratteristiche strutturali (atomico-molecolari;
tipo di legame) di A. e B. come sostanze pure semplici.
A.
B.
d. Scrivi la formula chimica del composto che si ottiene dalla reazione tra A. e B.
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Materia Fondamentale: Scienze sperimentali
Chimica
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e. Nel riquadro, partendo dalla figura iniziale dei due atomi rappresentati con il modello a
gusci, illustra nei dettagli la formazione del composto che si ottiene dalla reazione tra A. e
B.
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Chimica
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Esercizio 3
16 pti.
Considera le seguenti sostanze:
C.
B.
A.
C2H5
CH3
CH2
H2C
H3C
OH
F.
E.
D.
O
OH
H
H3C
Br
O
O
O
O
a. Attribuisci le sei affermazioni alle sostanze indicando la lettera corrispondente nella casella.
È una sostanza inorganica
È polinsaturo: un diene coniugato
È un composto aromatico
Il carbonio del gruppo funzionale è tetraedrico
È un idrocarburo
La molecola contiene due atomi di carbonio
b. Accoppia le sostanze che unite possono dar luogo ad una reazione:
di addizione
di polimerizzazione
di esterificazione
c. Quale delle sostanze ha la massa molare minore?
d. Dai la formula molecolare della sostanza F.
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Chimica
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Esercizio 4
18 pti.
a. Bilancia le seguenti equazioni chimiche:
1.
HCl +
Ca(OH) 2
2.
NH 3 +
HBr
3.
HNO 3 +
4.
NaI +
5.
H 2 SO 4 +
6.
Al +
→
→
CaCl 2 +
NH 4 Br
H2S →
→
Br 2
NaHCO 3
Fe 2 O 3 →
H2O
NO +
KBr +
H2O
I2
→
Fe
S +
Na 2 SO 4 +
+
H2O +
CO 2
Al 2 O 3
b. Stabilisci quale fra queste è una reazione di ossidoriduzione.
1. si 
no 
2. si 
no 
3. si 
no 
4. si 
no 
5. si 
no 
6. si 
no 
c. Per ogni reazione di ossidoriduzione stabilisci qual è l’elemento che si ossida e quello che si
riduce.
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Materia Fondamentale: Scienze sperimentali
Chimica
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Esercizio 5
20 pti.
a. Calcola la concentrazione molare di ioni idrossido e il pH di una soluzione acquosa del
volume di 0,200 L contenente 1.12 g di idrossido di potassio KOH.
b. Come si spiega che una soluzione acquosa di concentrazione 1.0 M di acido cianidrico HCN
abbia “solamente” un pH = 4,6?
c. Qual è il pH di una soluzione di cloruro di sodio di concentrazione 1.0 M?
d. Stabilisci qual è il pH di una soluzione di HCl 0.0010M.
e. Una delle seguenti soluzioni possiede pH = 10.6
Ca(OH) 2 0,01 M ; H 2 S 0,01 M ; CaCl 2 0,01 M ; NH 3 0,01 M ; HCOOH 0,1 M
Quale ?
f. Il rosso di metile è un indicatore. Aggiunto alla soluzione di HCl 0.0010M assume una
colorazione rossa mentre a pH = 10.6 si colora di giallo.
Specifica il colore delle due forme del rosso di metile rappresentate nella figura.
N
N
N
H3C
N
H3C
COOH
N
CH3
COO
N
CH3
Colore:
Colore:
Motivazione:
10
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Chimica
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Esercizio 6
21 pti.
Considera le seguenti reazioni tra sostanze gassose:
A.
2 CO (g) + O 2 (g)
B.
N 2 (g) +
C.
2 H 2 O (g) + 2 Cl 2 (g)
O 2 (g)
2CO 2 (g)
2NO (g)
esotermica
endotermica
4 HCl (g) + O 2 (g) endotermica
Stabilisci quale sarà l'effetto in termini di spostamento dell’equilibrio se al sistema vengono
apportate le seguenti modifiche:
Scrivi D nella casella se si sposta verso i prodotti.
Scrivi S nella casella se si sposta verso i reagenti.
Scrivi
se non si determina nessuno spostamento dell’equilibrio.
A.
La concentrazione della sostanza indicata in rosso aumenta.
La concentrazione della sostanza indicata in rosso diminuisce.
La pressione viene aumentata.
La pressione viene ridotta.
La temperatura viene aumentata.
La temperatura viene diminuita.
Viene usato un catalizzatore.
11
B.
C.