2010_1_modelo

EXAMEN P.A.U. CASTILLA-LEÓN
Modelo I. 2010.
OPCIÓN A
1.- Formula o nombra los compuestos siguientes:
a) Permanganato de cobalto (II); b) Ácido bórico; c) 2-metilpentano; d) Sr(OH)2; e)
KH2PO4; f) (CH3)3N.
(Hasta 2 puntos)
2.a) Escriba las configuraciones electrónicas de las especies siguientes:
N3- (Z = 7), Mg2+ (Z = 12), Cl- (Z = 17), K (Z = 19) y Ar (Z = 18).
b) Indica los que son isoelectrónicos.
c) Indica los que presentan electrones desapareados y el número de los
mismos.
(Hasta 2 puntos)
3.- Teniendo en cuenta los potenciales de reducción estándar de los pares 0
(Ag+/Ag) = +0,80 V y 0 (Ni2+/Ni) = -0,25 V:
a) ¿Cuál es la fuerza electromotriz, en condiciones estándar, de la pila que se
podría construir?
b) Escribe la notación de esa pila y las reacciones que tienen lugar.
(Hasta 2 puntos)
4.- La tostación de la pirita se produce según
4 FeS2 (s) + 11 O2 (g)  2 Fe2O3 (s) + 8 SO2 (g). Calcula:
a) La entalpía de reacción estándar..
b) La cantidad de calor, a presión constante, desprendida en la combustión de
25 g de pirita del 90 % de riqueza en peso.
Datos: ∆Hºf FeS2 (s) = -177,5 kJ/mol; ∆Hºf Fe2O3 (s) = -822,2 kJ/mol; ∆Hºf SO2 (g)
= -296,8 kJ/mol.
(Hasta 2 puntos)
5.- Se preparan 10 L de disolución de un ácido monoprótico HA, de masa molar 74,
disolviendo en agua 37 g de este. La concentración de H3O+ es 0,001 M. Calcula:
El grado de disociación del ácido en disolución.
El valor de la constante Ka
(Hasta 2 puntos)
BLOQUE B
1.- Formula o nombra los compuestos siguientes:
a) Ácido perclórico; b) Seleniuro de hidrógeno; c) pent-4-en-2-ol; d) LiH; e) OsO4;
f) CH3CHO.
(Hasta 1,5 puntos)
2.- Un recipiente de 1 L de capacidad se encuentra lleno de gas amoniaco a 27 ºC y
0,1 atmósferas. Calcula:
a) La masa de amoniaco presente.
b) El número de moléculas de amoniaco en el recipiente.
c) El número de átomos de hidrógeno y nitrógeno que contiene.
(Hasta 1,5 puntos)
3.- Indica razonadamente, cuántos enlaces y cuántos tienen las siguientes
moléculas:
a) Hidrógeno.
b) Nitrógeno.
c) Oxígeno.
Solución:
(Hasta 1,5 puntos)
3.- Aplicando la teoría del enlace de valencia, que interpreta el enlace entre átomos como
un solapamiento de los orbitales atómicos de valencia semillenos tenemos:
a) Configuración electrónica del H  1s1: La molécula de H2 presenta un único
enlace de tipo sigma (). En esta molécula se produce el solapamiento de dos
orbitales 1s, cada uno de ellos procedente de un átomo de H y con un electrón
desapareado. Este solapamiento es frontal, por lo que se formará un enlace tipo .
b) Configuración electrónica del N  1s2 2s2 2p3: La molécula de N2 presenta un
enlace de tipo sigma () y dos enlaces de tipo pi (). Cada átomo de nitrógeno tiene
3 electrones desapareados, situados en los 3 orbitales atómicos 2p, uno en cada
orbital por el principio de máxima multiplicidad de Hund. Ahora tendremos un
solapamiento frontal entre dos de los orbitales 2p (uno por átomo) lo que da lugar a
un enlace de tipo . Además los otros dos orbitales 2p de cada átomo de N sólo
pueden solaparse lateralmente, lo que origina sendos enlaces del tipo .
c) Configuración electrónica del O  1s2 2s2 2p4: La molécula O2 presenta un enlace
del tipo  y otro del tipo . Cada átomo de O tiene dos electrones desapareados,
situados en dos orbitales 2p. Al acercarse dos átomos de O, habrá un solapamiento
frontal entre un orbital de cada átomo que originará un enlace , mientras que el
solapamiento del otro orbital de cada átomo será lateral (enlace )
4.a) ¿Qué volumen de disolución de NaOH 0,1 M se necesitaría para neutralizar
10 mL de disolución acuosa de HCL 0,2 M?
b) ¿Cuál es el pH en el punto de equivalencia?
c) Describe el procedimiento experimental y nombra el material necesario para
llevar a cabo la valoración.
(Hasta 1,5 puntos)
Solución:
a) La reacción de neutralización entre el ácido clorhídrico y el hidróxido sódico transcurre
según la ecuación, ya ajustada: HCl + NaOH  NaCl + H2O.
La estequiometria de la reacción nos indica que el proceso transcurre mol a mol. Por lo que
en nuestro caso necesitaremos 2 . 10-3 moles de NaOH ya que:
10 mL de disolución .
103
0,2 mol HCl
= 2 . 10−3 mol de HCl
mL de disolución
Así necesitaremos un volumen de NaOH al 0,1 M:
V = 2 . 10−3 mol NaOH .
103 mL de disolución
= 20 mL
0,1 mol NaOH
b) En el punto de equivalencia tenemos una disolución acuosa de NaCl, una sal que
procede de un ácido y una base fuertes (HCl y NaOH) por lo que, en condiciones estándar,
el pH será 7.
c) Para determinar la concentración de una disolución ácida o básica mediante valoración
ácido-base procederemos de la siguiente manera:
Tomamos en un matraz erlenmeyer un volumen dado de la disolución a valorar; por
ejemplo V = 10 mL de una disolución de HCl de concentración desconocida.
A continuación añadimos un indicador ácido-base que sea adecuado a nuestro caso. El
indicador nos permitirá saber cuándo hemos llegado al punto de equivalencia, que es el
momento en el que se ha agotado el HCl, sin más que ver el cambio de color del indicador.
(Cada indicador tiene un intervalo de viraje definido y distinto y nos permitirá acotar el pH
y con ello la concentración original de HCl).
En una bureta ponemos la disolución valorante; por ejemplo NaOH al 0,01 M y enrasamos
a cero. Comenzamos la valoración dejando caer, gota a gota, la disolución de NaOH sobre
la de HCl del matraz hasta que se produzca el viraje de color y anotamos el volumen
gastado de NaOH, V´.
La neutralización transcurre mol a mol según la ecuación: HCl + NaOH  NaCl + H2O.
Por lo que en el punto de equivalencia tendremos el mismo número de moles de HCl que
de NaOH. Así, llamando M a la concentración de la disolución de HCl, obtenemos la
siguiente ecuación: 0,02 L disolución HCL . M = V´ . 0,01 mol/L. De la que podemos
despejar M, la concentración de la disolución que buscamos.
5.- Una disolución acuosa de alcohol etílico (C2H5OH), tiene una riqueza del 95 % y
una densidad 0,90 g/mL. Calcula:
a) La molaridad de esa disolución.
b) Las fracciones molares de cada componente.
Solución:
(Hasta 2 puntos)
a) Para calcular la molaridad de la disolución vamos a suponer que tenemos 1 L. La masa
de la disolución será entonces: 𝐦 = 𝐕. 𝐝. Y como la riqueza en etanol es del 95 % y su
masa molar es 46 g/mol:
103 mL disolución .
0,9 g disolución
mL disolución
95 g etanol
. 100 g disolución .
1 mol etanol
46 g etanol
= 18,6 mol.
Así tenemos 18,6 moles de etanol en 1 L de disolución, es decir la concentración es de 18,6
molar.
b) Tenemos 𝟏𝟎𝟑 𝐦𝐋 𝐝𝐢𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧 .
𝟏𝟎𝟑 𝐦𝐋 𝐝𝐢𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧 .
𝟎,𝟗 𝐠 𝐝𝐢𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧
𝐦𝐋 𝐝𝐢𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧
𝟎,𝟗 𝐠 𝐝𝐢𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧
𝐦𝐋 𝐝𝐢𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧
𝟗𝟓 𝐠 𝐞𝐭𝐚𝐧𝐨𝐥
. 𝟏𝟎𝟎 𝐠 𝐝𝐢𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧 = 𝟖𝟓𝟓 𝐠 𝐞𝐭𝐚𝐧𝐨𝐥 en
= 𝟗𝟎𝟎 𝐠 𝐝𝐢𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧. Por lo tanto tendremos 45 g
de H2O.
Como 𝟒𝟓 𝐠 𝐇𝟐 𝐎.
𝟏 𝐦𝐨𝐥
𝟏𝟖 𝐠
= 𝟐, 𝟓 𝐦𝐨𝐥 𝐝𝐞 𝐇𝟐 𝐎 las fracciones molares serán:
𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬 𝐞𝐭𝐚𝐧𝐨𝐥
𝟏𝟖,𝟔
X (C2H5OH) =𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬 𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥𝐞𝐬 = 𝟏𝟖,𝟔+𝟐,𝟓 = 𝟎, 𝟖𝟖𝟏𝟓
𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬 𝐚𝐠𝐮𝐚
𝟐,𝟓
X (H2O) =𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬 𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥𝐞𝐬 = 𝟏𝟖,𝟔+𝟐,𝟓 = 𝟎, 𝟏𝟏𝟖𝟓
6.- Dada la reacción:
K2Cr2O7 (aq) + Na2SO3 (aq) + H2SO4 
 Cr2(SO4)3 (aq) + K2SO4 (aq) + Na2SO4 (aq) + H2O
a) Ajusta por el método del ión-electrón esta reacción en sus formas iónica y
molecular.
b) Calcula la molaridad de una disolución de sulfito de sodio, si 15 mL de esta
reaccionan totalmente en medio ácido, con 25,3 mL de disolución de
dicromato de potasio 0,06 M.
(Hasta 2 puntos)
Solución:
La ecuación química sin ajustar es:
K2Cr2O7 (aq)+ Na2SO3 (aq)+ H2SO4 Cr2(SO4)3 (aq)+ K2SO4 (aq)+ Na2SO4 (aq)+ H2O
a) Comparando los números de oxidación en los reactivos y en los productos vemos que
los cambios se producen en el Cr (+6 en K2Cr2O7  +3 en Cr2(SO4)3) y en el S (+4 en
Na2SO3  +6 en Na2SO4)
Las semirreacciones iónicas que se producen serán por tanto:
Reducción:
Cr2O72- + 14 H+ + 6 e-  2 Cr3+ + 7 H2O
(SO32- + H2O  SO42- + 2 H+ + 2 e-) . 3
Oxidación:
Sumando obtenemos la reacción iónica, donde se ha simplificado el exceso de H2O y de H+
Cr2O72- + 8 H+ + 3 SO32-  2 Cr3+ + 3 SO42- + 4 H2O
Completamos ahora la reacción molecular asignando cada ión a la especie que lo
suministra, teniendo en cuenta las proporciones en las que se presentan:
K2Cr2O7 (aq) + 3 Na2SO3 (aq) + 4 H2SO4

Cr2(SO4)3 (aq) + K2SO4 (aq) + 3 Na2SO4 (aq) + 4 H2O
b) Calculamos el número de moles que hay en los 25,3 mL de disolución de dicromato de
potasio y teniendo en cuenta la estequiometria de la reacción:
𝟐𝟓, 𝟑 𝐦𝐋 𝐝𝐢𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧 .
𝟎,𝟎𝟔 𝐦𝐨𝐥 𝐝𝐢𝐜𝐫𝐨𝐦𝐚𝐭𝐨
𝟏𝟎𝟑 𝐦𝐋 𝐝𝐢𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧
𝟑 𝐦𝐨𝐥 𝐬𝐮𝐥𝐟𝐢𝐭𝐨
. 𝟏 𝐦𝐨𝐥 𝐝𝐢𝐜𝐫𝐨𝐦𝐚𝐭𝐨 = 𝟒, 𝟓𝟓𝟒 . 𝟏𝟎−𝟑 𝐦𝐨𝐥
Na2SO3
Y obtenemos: 𝐌 =
𝟒,𝟓𝟓𝟒 .𝟏𝟎−𝟑 𝐦𝐨𝐥
𝟏𝟓 .𝟏𝟎−𝟑 𝐋
= 𝟎, 𝟑𝟎𝟒 𝐦𝐨𝐥/𝐋
de