Affronta i seguenti 24 esercizi sulle reazioni di ossidoriduzione, alternando domande di teoria, riconoscimento dei numeri di ossidazione, bilanciamento e applicazioni pratiche. Lavora con ordine, scrivendo sempre i passaggi che giustificano le tue risposte. Ricorda che in ogni reazione redox l'ossidazione e la riduzione avvengono simultaneamente, perché gli elettroni ceduti da una specie devono essere acquistati da un'altra.
- Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente il processo di ossidazione di una specie chimica?
- A) La specie acquista elettroni e il suo numero di ossidazione diminuisce
- B) La specie cede elettroni e il suo numero di ossidazione aumenta
- C) La specie non scambia elettroni ma cambia stato fisico
- D) La specie cede protoni in soluzione acquosa
- In una reazione di ossidoriduzione la specie che si riduce funge da agente ossidante, perché provoca l'ossidazione dell'altra specie sottraendole elettroni.
- Vero / Falso
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Il numero di ossidazione dell'ossigeno nei comuni ossidi è pari a ___, mentre nei perossidi come l'acqua ossigenata vale -1.
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Qual è il numero di ossidazione del manganese nello ione permanganato MnO4-?
- A) +4
- B) +5
- C) +6
- D) +7
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Associa ciascuna specie chimica al numero di ossidazione dell'elemento sottolineato. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Zolfo in H2SO4 | +6 | | Cromo in K2Cr2O7 | -3 | | Azoto in NH3 | +1 | | Cloro in HClO | +6 |
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Spiega con parole tue la differenza tra agente ossidante e agente riducente, citando un esempio per ciascuno.
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Nelle reazioni di ossidoriduzione la somma algebrica degli elettroni ceduti e acquistati deve sempre essere uguale a zero per garantire il bilanciamento elettronico.
- Vero / Falso
- Nella reazione Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu, quale specie si comporta da agente riducente?
- A) Lo ione Cu2+
- B) Lo zinco metallico Zn
- C) Lo ione solfato SO42-
- D) Lo ione Zn2+
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Una pila è un dispositivo che converte energia ___ in energia elettrica, sfruttando una reazione redox spontanea separata in due semicelle.
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Bilancia con il metodo delle semireazioni in ambiente acido la reazione tra ione permanganato e ione ferroso: MnO4- + Fe2+ → Mn2+ + Fe3+.
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Quale tra le seguenti reazioni NON è una ossidoriduzione?
- A) 2 H2 + O2 → 2 H2O
- B) NaOH + HCl → NaCl + H2O
- C) Fe + S → FeS
- D) 2 Na + Cl2 → 2 NaCl
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Descrivi il funzionamento della pila Daniell, indicando la composizione delle semicelle, la direzione degli elettroni nel circuito esterno e il ruolo del ponte salino.
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Il numero di ossidazione dell'idrogeno è sempre +1, anche quando si lega con i metalli alcalini formando idruri come NaH.
- Vero / Falso
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Nella tavola dei potenziali standard di riduzione, una specie con potenziale più positivo è un ossidante più ___ rispetto a una specie con potenziale meno positivo.
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Collega ogni semireazione al corretto numero di elettroni scambiati. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Cr2O72- → 2 Cr3+ | 5 elettroni | | MnO4- → Mn2+ | 2 elettroni | | Cl2 → 2 Cl- | 1 elettrone | | Fe3+ → Fe2+ | 6 elettroni |
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In quale dei seguenti composti l'azoto presenta il numero di ossidazione più elevato?
- A) NH3
- B) N2O
- C) HNO2
- D) HNO3
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Calcola la forza elettromotrice standard di una pila costituita dalle semicelle Zn2+/Zn (E° = -0,76 V) e Ag+/Ag (E° = +0,80 V), indicando catodo e anodo.
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Perché la combustione del metano CH4 in presenza di ossigeno è considerata una reazione di ossidoriduzione? Analizza le variazioni dei numeri di ossidazione del carbonio e dell'ossigeno.
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L'elettrolisi è un processo nel quale una corrente elettrica esterna forza una reazione redox non spontanea, come avviene nella produzione industriale di alluminio dal minerale.
- Vero / Falso
- Quale dei seguenti processi rappresenta una disproporzione, cioè una reazione in cui la stessa specie si ossida e si riduce contemporaneamente?
- A) 2 Na + Cl2 → 2 NaCl
- B) Cl2 + H2O → HCl + HClO
- C) CaCO3 → CaO + CO2
- D) Fe + 2 HCl → FeCl2 + H2
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Nelle reazioni redox bilanciate in ambiente basico si introducono ioni ossidrile OH- e molecole di ___ per chiudere il bilancio degli atomi di ossigeno e idrogeno.
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Spiega il fenomeno della corrosione del ferro in presenza di ossigeno e acqua, indicando quale specie si ossida e quale si riduce.
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Associa ogni applicazione tecnologica al corrispondente principio chimico fondamentale. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Pila al litio | Elettrolisi controllata | | Galvanostegia | Ossidazione spontanea | | Ruggine sul ferro | Elettrolisi industriale | | Estrazione dell'alluminio | Reazione redox spontanea |
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Confronta una cella galvanica e una cella elettrolitica, evidenziando analogie e differenze relative alla spontaneità della reazione, alla polarità degli elettrodi e al senso di flusso degli elettroni.