CHIMICA (PDF, 149 kB, 04.03.2014)

Passerella maturità professionale - scuole universitarie
Esame svizzero
Numero: . . . . . . . . . . . . . . . . .
Locarno, 7 gennaio 2014
Cognome e nome: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Materia:
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:
72 pti. su 77
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Esame Federale - Gennaio 2014
Scienze sperimentali
Parte di Chimica
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PARTE PRIMA: Domande a scelta multipla
15 pti.
Indica con una crocetta l’unica affermazione corretta.
a. Indica quale delle seguenti proprietà è una proprietà chimica:
□
□
□
□
è gassoso in condizioni standard
può esplodere in presenza di idrogeno
fonde a – 223°C
l’entalpia di vaporizzazione è di 3,4 kJ/mol
b. Quale dei materiali seguenti è una miscela omogenea?
□
□
□
□
succo d’arancia
latte
aria
un blocco di granito
c. Quale delle seguenti sostanze e composta dal maggior numero di elementi?
□
□
□
□
nitrato di ammonio (NH4NO3)
candeggina (NaClO)
cicloesano C6H12
solfocianuro di potassio (KSCN)
d. La più leggera delle particelle subatomiche è:
□
□
□
□
l’elettrone
il nucleo
il protone
il numero atomico
e. Se un composto è costituito dal 85,63% di carbonio e dal 14,37% di idrogeno si tratta di:
□
□
□
□
C2H4 (etilene)
C2H6 (etano)
CH4 (metano)
C2H2 (acetilene)
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Parte di Chimica
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f. Quale dei seguenti gas ha la massa molare maggiore?
□
□
□
□
diossido di carbonio (CO2)
elio (He)
idrogeno (H2)
metano (CH4)
g. La differenza fra gli isotopi 127 e 131 dello iodio consiste nel fatto che:
□
□
□
□
il primo possiede due neutroni e due protoni in meno
il primo possiede due neutroni e due elettroni in meno
il primo possiede quattro neutroni in meno
il primo possiede 127 neutroni, il secondo 131
h. Il legame tra idrogeno e ossigeno nella molecola d’acqua è:
□
□
□
□
un legame covalente puro
un legame covalente polare
un legame covalente doppio
un legame dipolo dipolo
i. Il rame presenta il maggiore stato di ossidazione:
□
□
□
□
rame metallico
ottone: lega di rame e zinco
ossido rameoso Cu2O
ossido rameico CuO
j. Quale dei seguenti eventi non comporta un sensibile aumento della conducibilità elettrica?
□
□
□
□
perossido di idrogeno di una soluzione al 30% si decompone in ossigeno e idrogeno
un cucchiaio di sale è sciolto in un bicchiere di acqua pura
1 millilitro di acido solforico al 98% viene aggiunto a 100 ml di acqua
nessuno dei tre eventi precedenti
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Parte di Chimica
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k. Quale delle seguenti reazioni libera energia?
□
□
□
□
Na+ (g) + Cl¯ (g)
NaCl (s)
Na+ (g) + e¯
Na (g)
Cl (g)
+ e¯
2 NaCl (s)
Cl¯ (g)
2 Na (l) + Cl2 (g)
l. In 0,100 L di una soluzione di NaCl 0,10 M sono contenuti:
□
□
□
□
0.58 g di NaCl
0,005 mol di ioni Na+
0,020 mol di ioni Cl¯
0.10 mol di NaCl
m. Indica a quale valore di pH la concentrazione degli ioni H3O+ è più bassa:
□
□
□
□
pH =1
pH =3
pH =7
pH =12
n. Composti del carbonio costituiti da grandi molecole formate da un gran numero di unità
identiche o simili che si ripetono vengono definite:
□
□
□
□
polimeri
composti organici
alcani
poligoni
o. Indica quale delle seguenti sostanze organiche è solubile in acqua:
□
□
□
□
esano C6H14
metanale CH2O
tetraclorometano CCl4
benzene C6H6
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Parte di Chimica
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PARTE SECONDA: Esercizi
Esercizio 1
8 pti.
Il curio è un elemento metallico radioattivo transuranico che ha come simbolo Cm e come numero
atomico il 96. Gli isotopi 248Cm e 242Cm sono stati prodotti per bombardamento del plutonio (94Pu)
con particelle α (l’equivalente di un nucleo di 4He) ricavandone quantità sufficienti per misurarne
alcune proprietà fisiche e chimiche.
a. Stabilisci qual è la carica della particella α .
b. Determina la composizione dei due isotopi
del curio:
p+
242
Cm
248
Cm
e¯
n
c. Sapendo che nella formazione dei due isotopi del curio una particella α va ad aggiungersi al
nucleo degli atomi di plutonio identifica gli isotopi del plutonio che li hanno generati e precisa
da quali e quante particelle subatomiche sono costituiti.
Isotopo
Composizione
Del curio sono stati prodotti i due diversi ossidi CmO2 e Cm2O3
d. Stabilisci quale dei due composti presenta il maggiore contenuto percentuale in massa di
ossigeno. Motiva esaurientemente la tua risposta.
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Parte di Chimica
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Esercizio 2
12 pti.
Una bombola di un bruciatore da campeggio contiene una 35 g di una miscela costituita per il 75 %
in massa da propano (C3H8) e per il restante 25 % da butano (C4H10).
a. Calcola le quantità chimiche dei due gas presenti nella bombola.
b. Disegna le formula di struttura delle due sostanze e precisa a quale classe di sostanze
appartengono.
Classe di sostanze:
c. Scrivi le due equazioni complete e bilanciate delle reazioni di combustione delle due
sostanze.
•
•
d. Calcola quantità chimica e massa dell’anidride carbonica prodotta dalla combustione
completa del combustibile contenuto nella bombola.
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Esercizio 3
12 pti.
Nella figura sono rappresentate con un modello a sfere le seguenti sostanze:
HF ; (CH3)2CCH2 ; CO2 ; HBr ; H2O ; CH2CFCH3
a. Sotto alle sei sostanze disegna le rispettive formule di struttura di Lewis.
b. Sulla figura identifica i legami polari.
c. Stabilisci se le molecole di queste sostanze sono o non sono polari (si o no nella tabella)
d. Stabilisci in quale di queste sostanze pure (considerate nello stato fisico liquido) sono
presenti legami idrogeno (si o no nella tabella).
HF
(CH3)2CCH2
CO2
Polare
Legame
idrogeno
7
HBr
H2O
CH2CFCH3
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Esercizio 4
12 pti.
a. Scrivi l’equazione della protolisi (ionizzazione) dell’acido forte HCl in acqua.
b. Calcola il pH di una soluzione acquosa 0,0010 M di dell’acido forte HCl.
c. Spiega il significato della seguente equazione:
KOH (s)
K+ (aq) + OH¯ (aq)
d. Calcola il pH di una soluzione acquosa di KOH 0,010 M.
e. Calcola il pH della soluzione che si ottiene aggiungendo a 0,100 L della soluzione 0,0010 M
di HCl 0,010 L della soluzione di KOH 0,010 M
f. Stima il valore del pH di della soluzione che si ottiene aggiungendo a 0,100 L della
soluzione 0,0010 M di HCl 0,0010 L della soluzione di KOH 0,010 M.
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Esercizio 5
10 pti.
La termìte è una miscela incendiaria. La combinazione più comune è a base di polvere d'alluminio e
triossido di diferro (Fe2O3) che reagiscono per dare ferro e Al2O3.
a. Scrivi l’equazione l’equazione bilanciata della reazione.
b. Identifica la specie chimica che si ossida e quella che si riduce precisando come variano gli
stati di ossidazione.
•
Si ossida:
•
Si riduce:
c. Calcola la composizione ottimale della miscela reazione esprimendola come rapporto
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Esercizio 6
8 pti.
Considera le sostanze organiche raffigurate nella tabella.
a. Stabilisci a quale classe di composti organici appartengono
b. Ad esse attribuisci la reazione chimica che li può concernere, scegliendola tra le seguenti
(sono possibili più risposte):
sostituzione; addizione; polimerizzazione; esterificazione; condensazione; saponificazione;
idrolisi
Composto organico
a. Classe di composti
b. Reazione chimica
CH3
H2C
CH2
OH
O OH
H
H
H
OH
HO
H
H
OH
O
H
O
O
C
H
H
O
C
H
O
H
O
O
H3C
OH
NH2
H
H
HO
Tra di esse.
OH
H
O
H
H
HO
O
OH
H
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