PRE-RECUPERO-DEBITO-CF3ªCH_mod_6_soluzioni

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TEST DI VERIFICA DEL RECUPERO DEL DEBITO CLASSE 3ª CH - IV Giugno 2007
MODULO 6 “Famiglie chimiche; nomenclatura e classificazione dei composti”
Concetti: metallo; nonmetallo; metalloide; ossido; idrossido; idruro; idracido; sale binario; acido; base; anfotero;
anidride; ossoacido; ossoanione; acido di Lewis; sale ternario; reazione di sintesi; reazione di decomposizione; reazione
di spostamento; reazioni di doppio scambio, metallo di transizione; alogeno; metallo alcalino e alcalino terroso.
Obiettivi:
1.
classificare e denominare i composti inorganici e i loro nomi;
2.
ricavare la formula dai nomi;
3.
riconoscere le reazioni e le formule tipiche dell’elemento X e dei suoi composti fondamentali in base alla
famiglia di appartenenza, per il blocco s; gruppo IIIA, IVA, VA, zolfo + VIIA, gas nobili e metalli di
transizione 3d.
La sufficienza richiede lo svolgimento corretto e completo di 8 quesiti
1. Per l’elemento fosforo scrivi le formule dell’idruro, dell’ossido a maggior numero di ossidazione
e dell’ossoacido corrispondente a tale ossido.
Per gli idruri vedi cartella Documenti  Sistema Periodico ed elementi  idruri.htm
Contrariamente all’idrogeno, l’ossigeno (grazie alla sua elevata elettronegatività) riesce a combinarsi con gli
elementi al massimo grado possibile di ossidazione. Quest’ultimo corrisponde al numero di elettroni di
valenza (s e p), cioè corrisponde al numero del gruppo. Per il fosforo, elemento VA, si avranno 5 elettroni di
valenza e massimo n.o. = 5. L’ossido così formato avrà formula minima P2O5 (formula molecolare PO10,
anidride fosforica, libro di chimica fisica vol 1, pag. 355). Vi sono diversi ossoacidi del fosforo a n.o. 5, ma il
più comune è l’acido ortofosforico, H3PO4, che è anche l’acido ottenuto aggiungendo acqua in eccesso
all’anidride fosforica.
Le conoscenze e abilità di base necessarie sono: saper ricavare i n.o. (numeri di ossidazione) rapidamente e
senza errori e sapere che anidridi, ossoacidi, Sali e anioni da questi derivati mantengono sempre lo stesso
n.o.
Ripassare: ciò che è stato fatto in questo esercizio per il fosforo, ripeterlo per gli altri nonmetalli più
importanti.
2. Scrivi le formule e i nomi di due anioni formati dallo zolfo con n.o. +4.
Innanzitutto vediamo quali sono gli acidi dello zolfo: H2S (solfidrico); H2SO3 (solforoso) e H2SO4
(solforico), dove lo zolfo ha, rispettivamente, n.o. -2; +4; +6.
Gli anioni richiesti dobbiamo dunque generarli a partire dall’acido solforoso:
H2SO3 
HSO3
SO32+
+
-H
bisolfito
-H
solfito
Ripasso: fare la medesima cosa per lo zolfo VI e per il carbonio IV.
3. Scrivi la formula di due idruri prevalentemente ionici
Gli idruri ad elevato carattere ionico (contenenti ione idruro, :H¯) sono formati solo dalla combinazione
dell’idrogeno con i metalli più elettropositivi, cioè essenzialmente quelli del blocco s (metalli alcalini e
alcalino-terrosi), es. KH e BaH2 (idruri di potassio e di bario).
Per gli idruri vedi cartella Documenti  Sistema Periodico ed elementi  idruri.htm
4. Classifica i seguenti ossidi in acidi (A), basici (B), anfoteri (AB), inerti (N).
CO2
NO2
CO
Al2O3
Li2O
Bi2O3
CaO
SO2
A
A
N
AB
B
B
B
B
Spiegazioni, l’anidride carbonica, CO2, si chiama così proprio perché è acida, in quanto origina
acido carbonico in acqua. Per l’NO2 l’azoto con n.o. = +4, con acqua genera un miscuglio di acidi
nitrico e nitroso. Il CO si chiama monossido di carbonio proprio in quanto inerte e incapace di
formare acidi (altrimenti si sarebbe detto “anidride carboniosa”). L’ossido di alluminio è anfotero in
quanto si può sciogliere sia in acidi che basi (così come l’alluminio metallico può essere ossidato ad
Al (III) sia da acidi che da idrossidi alcalini. In ambiente basico si forma lo ione alluminato,
Al(OH)4-, a volte impropriamente indicato come AlO2-. Il litio ha comportamento esclusivamente
metallico, pertanto forma solo ossidi basici e catione Li+. Ossido di bismuto (III) Bi2O3. Come tutti
gli elementi del blocco p, quelli posti in basso (ultimi due) “preferiscono” avere un n.o. di due unità
più basso (effetto coppia inerte). Per cui il Bi, del gruppo VA, si trova più facilmente nello stato di
ossidazione +3 che non in quello +5. Altra cosa da constatare è che il carattere metallico (ossidi
basici) aumenta scendendo lungo un gruppo mentre parallelamente diminuisce il comportamento
non metallico (ossidi acidi). Infine uno stesso elemento che possieda diversi stati di ossidazione
possibili, ad elevati stati di ossidazione avrà comportamento non metallico (es. Bi2O5 è un ossido
acido e forma anioni (bismutato), il Cr(VI) forma CrO3, anidride cromica, che dà luogo ad acido
cromico, cromati e dicromati ecc.) e a perdere la chimica cationica (non esistono ioni Bi+5 né ioni
Cr6+ o Mn7+). Viceversa i numeri di ossidazione più bassi corrisponderanno a una chimica cationica,
ossidi basici, idrossidi ecc., cioè a un comportamento tipicamente metallico. Queste sono le diverse
ragioni che fanno di Bi2O3 un ossido basico. CaO è l’ossido i un metallo molto elettropositivo,
appartenente al blocco s, per cui ha carattere esclusivamente basico. CaO reagisce vivacemente con
acqua formando idrossido di calcio. SO2 è l’ossido dello zolfo, un tipico nonmetallo. Tutti i
composti dello zolfo sono perciò caratterizzati da comportamento acido tipico dei nonmetalli e mai
dalla formazione di cationi. L’aniride solforosa reagisce spontaneamente con l’acqua formando una
soluzione acida (acido solforoso). In realtà la molecola H2SO3 non è mai stata osservata, né in acqua
né altrove né allo stato puro, mentre esiste ed è stabile il corrispondente acido selenioso H2SeO3.
Esistono invece gli anioni e i sali formalmente derivanti da tale acido solforoso (solfito e idrogeno
solfito o bisolfito).
5. Scrivere la formula di un composto che possiede tutte le seguenti caratteristiche:
a) è solubile in acqua formando una soluzione fortemente basica;
b) una mole di tale composto neutralizza 0,5 mol di acido solforico formando un sale solubile
c) è ottenibile dalla reazione diretta di un metallo con acqua
L’indizio a ci orienta su un composto (probabilmente un idrossido) di elemento metallico;
Gli indizi b ci dicono che tale ossido deve essere monobasico, cioè l’elemento deve essere
monovalente, ragion per cui dovrebbero servire 2 moli di tale composto per neutralizzarne una di
acido solforico, diprotico. La formula dell’idrossido sarà dunque MOH.
In base all’indizio c) il metallo deve essere alcalino. Es. NaOH.
6. Scrivi un composto X(OH)3 con legami covalenti X-O e comportamento di debole acido di
Lewis.
I legami covalenti escludono che X sia un metallo e che X(OH)3 possa essere un idrossido. Se fosse tale, es.
Al o Cr, ci sarebbe un legame ionico tra ioni X3+ e l’idrossido. Acidi con la suddetta formula possono essere
l’acido borico, H3BO3 e l’acido fosforoso, H3PO3. In realtà quest’ultimo non ha struttura P(OH)3, ma
O=PH(OH)2 (con un H direttamente attaccato a P e diprotico), potendosi il fosforo permettere cinque legami.
Mentre l’acido borico, dovrebbe essere indicato come B(OH)3 poiché non ha idrogeni ionizzabili e, dove lo
strato di valenza del boro non raggiunge l’ottetto. Quindi il boro è il candidato n° 1 a fungere da composto
acido di Lewis. Il comportamento acido (debole) è dovuto alla reazione B(OH)3 + H2O ; B(OH)4- +
H3O+ e non come qualsiasi altro acido a questa: H3BO3 + H2O ; H2BO3- + H3O+.
7. Quale elemento del gruppo IVA forma un solo ossido solido dotato di comportamento acido?
Il carbonio forma due ossidi, CO e CO2. Il silicio forma invece solo SiO2 ed è un ossido acido (tant’è vero
che esistono l’acido silicico e i silicati). Gli ossidi degli altri elementi sono anfoteri o basici.
8. Quale alogeno non forma ossoacidi?
Il fluoro. Date le sue ridotte dimensioni, non riesce a coordinare più di un atomo di ossigeno.
Quindi abbiamo solo HF (acido fluoridrico o fluoruro di idrogeno.
9. Scrivi la formula e il nome dell’ossido ottenibile per disidratazione dell’acido HIO4 e indica il
numero di ossidazione dello iodio in entrambi.
Il numero di ossidazione dello iodio è + 7 nell’acido periodico. Quindi per eliminazione di acqua si deve
formare l’ossido I2O7 (anidride periodica).
10. Scrivi la reazione con HCl(aq) dell’ossido di Magnesio
Ossido + acido  sale + acqua
MgO(s) + 2HCl(aq)  MgCl2(aq) + H2O(l)
11. Scrivi la formula e il nome delle anidridi e degli ossoacidi corrispondenti a N(+3), Br(+5), S(+6)
N2O3 (nitrosa) e HNO2 (acido nitroso); Br2O5 (bromica) e HBrO3 (acido bromico); SO3 (solforosa) e H2SO4
(acido solforico).
12. Scrivi la reazione di Ca(s) con acqua.
Metallo elettropositivo (del blocco s, o lantanide) + H2O  idrossido + H2(g)
Ca(s) + 2H2O(l)  Ca(OH)2(s) + H2(g).
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