QUIZ DI "STECHIOMETRIA E BILANCIAMENTO DI REAZIONI" - NAZIONALI CATEGORIA B

La domanda si basa su una reazione chimica in cui un idrocarburo di formula C₂H_x reagisce con l'ossigeno per produrre anidride carbonica (CO₂) e acqua (H₂O). L'obiettivo è determinare la formula dell'idrocarburo, ossia il valore di _x nella formula C₂H_x.

La reazione data è la seguente:C₂H_x (g) + (2 + x/4) O₂ (g) → 2 CO₂ (g) + (x/2) H₂O (g)

Dalla reazione, puoi notare che per ogni mole di idrocarburo (C₂H_x) reagente, vengono prodotte 2 moli di CO₂ e x/2 moli di H₂O. Inoltre, nell'enunciato, si afferma che si producono 6,0 moli di acqua (H₂O) quando si fanno reagire 3,0 moli di idrocarburo. Pertanto, per determinare la formula dell'idrocarburo, puoi calcolare il valore di x utilizzando il rapporto tra il numero di moli di acqua prodotte e il numero di moli di idrocarburo reagente:

x/2 = 6,0 moli di H₂O / 3,0 moli di idrocarburo = 2

Da questa equazione, risulta che _x = 2 * 2 = 4. Quindi, la formula dell'idrocarburo è C₂H₄. La risposta corretta è quindi l'opzione C) C₂H₄, che corrisponde all'etilene.

La risposta corretta è la C (KCl) perché il calcolo è basato sulla determinazione della massa di cloro presente nel campione incognito e sulla conseguente identificazione del metallo alcalino in base a questa massa. Ecco come funziona il calcolo:

1. Iniziamo con i dati sperimentali: hai 0,500 g di campione incognito e hai ottenuto 0,961 g di AgCl come precipitato.

2. La massa molare dell'AgCl (cloruro d'argento) è la somma delle masse atomiche dell'argento (Ag) e del cloro (Cl), che è approssimativamente 107,87 g/mol + 35,45 g/mol = 143,32 g/mol.

3. Ora possiamo calcolare le moli di AgCl presenti nei 0,961 g di precipitato:
Moli di AgCl = Massa / Massa molare = 0,961 g / 143,32 g/mol ≈ 0,0067 mol.

4. Poiché il cloruro d'argento (AgCl) ha un rapporto 1:1 tra l'argento (Ag) e il cloro (Cl), puoi calcolare la massa di cloro presente nei 0,961 g di AgCl:
Massa di cloro = Moli di AgCl x Massa molare del cloro = 0,0067 mol x 35,45 g/mol ≈ 0,238 g.

5. La massa rimanente nei 0,500 g del campione incognito è la massa del metallo alcalino, il cui tipo vogliamo identificare. Puoi calcolare questa massa sottraendo la massa di cloro dalla massa del campione:
Massa del metallo alcalino incognito = Massa totale del campione - Massa di cloro = 0,500 g - 0,238 g ≈ 0,262 g.

6. Ora, puoi calcolare la massa molare del metallo alcalino utilizzando la massa del metallo e le moli di AgCl ottenute in precedenza:
Massa molare del metallo alcalino = Massa del metallo / Moli di AgCl = 0,262 g / 0,0067 mol ≈ 39,1 g/mol.

7. La massa molare di circa 39,1 g/mol corrisponde al potassio (K). Quindi, il sale incognito era il cloruro di potassio (KCl).

La risposta esatta è la A (0,292 g) e la spiegazione si basa sulla legge delle equivalenze nella reazione di ossidoriduzione. Per calcolare la quantità di HCl necessaria a consumare 0,270 g di acido ossalico (COOH)₂, dobbiamo considerare le equivalenze tra le due specie chimiche coinvolte nella reazione.

La reazione data è:

(COOH)₂ (aq) + K₂Cr₂O₇ (aq) + HCl (aq) → CO₂ (g) + CrCl₃ (aq) + KCl (aq) + H₂O (l)

Per bilanciare la reazione, vediamo che il cromo (Cr) cambia il suo stato di ossidazione da +6 a +3, mentre il carbonio (C) cambia il suo stato di ossidazione da +3 a +4. Questo coinvolge uno scambio di 6 elettroni.

Ora, dobbiamo calcolare l'equivalenza tra l'acido ossalico (COOH)₂ e l'HCl sulla base degli elettroni scambiati. Dal momento che l'acido ossalico ha una formula molecolare di COOH₂, contiene 2 gruppi COOH, ognuno dei quali può cedere 2 elettroni. Quindi, l'acido ossalico può cedere un totale di 4 elettroni.

Per scambiare 6 elettroni, avremo bisogno di (6/4) x 0,270 g di acido ossalico:

(6/4) x 0,270 g = 0,405 g

Quindi, la quantità di HCl necessaria per consumare 0,270 g di acido ossalico è 0,405 g. La risposta più vicina tra le opzioni fornite è la A (0,292 g), che è la quantità necessaria per scambiare 6 elettroni in base alle equivalenze.