PROBLEMAS DE QUÍMICA (186)

PROBLEMAS DE QUÍMICA (186)
LA TRANSFORMACIÓN QUÍMICA
GASES Y COMPOSICIÓN CENTESIMAL
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Tenemos 2 litros de anhídrido carbónico en c.n. Calcula su masa y número de moléculas y de
átomos.
3’92, 5’37.1022, 1’61.1023
Un gas ocupa un volumen de 5 litros a 27 ºC y 1 atm.
a)
¿Cuál ha de ser la T para que la P se duplique sin variar el V?.
b)
¿Y para que se duplique el V sin variar la P?.
327, 327
Calcula cuantos gramos, moléculas y átomos hay en 3 litros de anhídrido sulfúrico a 3 atm y
25ºC.
29’46, 2’21.1023, 8’87.1023
En una bombona de butano (C4H10) hay 12 kg de éste.
a)
¿Cuántos moles hay?
b)
Si se dejase salir todo el gas, a 17ºC y 0’95 atm, ¿qué volumen ocuparía?.
206’89, 5178’94
En un recipiente de 5 litros hay un gas a 17ºC y 1’2 atm.
a)
¿Cuántas moléculas de gas hay?
b)
Si se tratase de dióxido de azufre, cuál sería la masa del gas?
1’51.1023, 16’14
Calcula el V que ocupan 3 g de agua.
a)
En estado sólido (d = 0’9 g/cc)
b)
En estado líquido (d = 1 g/cc)
c)
En estado gaseoso a 125ºC y 1’2 atm
2’7, 3, 4532’77
Razonar qué cantidad contiene mayor número de átomos: a) 0’5 moles de SO2; 14 g de
nitrógeno; c) 67’2 litros de helio (c.n.); 4 g de hidrógeno.
1’5, 1, 3, 4 ⎯→d
El hierro forma dos cloruros diferentes que contienen 44 % y 34’4 % en peso de hierro. Deducir
que en tales compuestos se cumple la ley de las proporciones múltiples.
44/29’36 = 3/2
Ordenar por orden decreciente de masa: a) Un átomo de nitrógeno. b) Una molécula de oxígeno.
c) 1.10−10 moles de oxígeno. d) 1.10−10 átomos-gramo de potasio.
2’34.10−23, 5’31.10−23, 32.10−10, 39.10−10 ⎯→ a, b, c, d
a)
b)
c)
Hallar el número de átomos de carbono contenidos en 3 átomos-gramo de carbono.
Hallar la masa absoluta de un átomo de carbono.
Hallar el número de átomos-gramo de C-12 contenidos en 32 g de carbono.
1’8.1024, 1’99.10−23, 2’66
Disolvemos un gramo de KMnO4 hasta formar un litro de disolución. ¿Cuantas moléculas de
permanganato habrá en un milímetro cúbico de disolución? ¿Cuál es el peso en gramos de una
molécula real de permanganato?
3’81.1018, 2’62.10−22
Un recipiente vacío pesa 150’3 g. Lleno de oxígeno su peso es de 151’05 g. Finalmente, se
vuelve a llenar de otros gas desconocido y se obtiene un peso de 152’36 g (a igual presión y
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temperatura). Deducir el peso molecular de este gas.
88
El análisis de dos óxidos de cromo muestra que 2'351 g del primero contiene 1'223 g de cromo, y
que 3'028 g del segundo contiene 2'072 g de cromo. Demostrar que se cumple la ley de las
proporciones múltiples.
1’223/2’445 = 1/2
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Al efectuar el análisis de tres óxidos de nitrógeno se obtienen unos porcentajes de 36'35 %, 53'32
% y 69'35 % de oxígeno. Demostrar que se cumple la ley de Dalton.
63’65/31’82/16’06 = 4/2/1
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Calcula la densidad del anhídrido carbónico a la temperatura de 35 ºC y a 2 atm, ¿y en c.n.?.
1’96
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La densidad de un gas a 3 atm y 50 ºC es 7’249 g/l, ¿cuál es el peso molecular de éste?.
64
17.
Tenemos una mezcla de gases inertes entre sí, compuesta de 20 g de Ar, 8'8 g de CO2, 25'6 g de
O2 y 14 g de N2, encerrados en un recipiente de 5 litros a 27 ºC. Calcular la presión total ejercida
sobre el recipiente, y la presión parcial que ejerce cada gas.
9’84, 2’46, 0’98, 3’93, 2’46
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Tenemos una mezcla de gases inertes entre sí, compuesta de 20 g de Ar, 8'8 g de CO2, 25'6 g de
O2 y 14 g de N2. Calcular la presión parcial que ejerce cada gas si la presión total es 25 atm.
6’25, 2’5, 10, 6’25
Hallar el Pm de un gas sabiendo que 20 litros del mismo medidos a 276 K y 0'28 atm, pesan
11'2 g.
45’26
Hallar la densidad relativa respecto al aire de los siguientes gases: NO, CO, N2, N2O3.
(NOTA: El peso molecular aparente del aire es 28'9)
1’038, 0’968, 0’968, 2’629
Al reaccionar 6'2 g de magnesio con 47'1 g de yodo se forman 51'6 g de yoduro de magnesio,
quedando magnesio en exceso. ¿Cuál es la composición centesimal del compuesto?
8'72%, 91'27%
Los elementos A y B pueden formar dos compuestos diferentes. En el primero hay 8 g de A por
cada 26 g de compuesto. El segundo tiene una composición centesimal del 25% de A y del 75%
de B. ¿Se cumple la ley de las proporciones múltiples?
8/6 = 4/3
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El bromuro potásico tiene una composición centesimal del 67'2% de bromo y 32'8% de potasio.
Si preparamos una reacción entre 18'3 g de bromo y 12'8 g de potasio, ¿quién quedará en
exceso?, ¿en qué cantidad?
K, 3’87
24.
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Calcular la composición centesimal del dicromato potásico.
26’53%, 35’37%, 38’1%
25.
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La fórmula de la vitamina C es C6H8O6. ¿Cuál es su composición centesimal?
40'9% C; 4'54% H; 54'54% O.
26.
En 4'83 g de un hidrocarburo gaseoso hay 4'14 g de carbono. Hallar su fórmula molecular si esos
gramos del mismo a 18 ºC y 740 mmHg ocupan un volumen de 2'82 litros.
C3H6.
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27.
El análisis de un hidrocarburo da 92,32% de carbono y 7,68% de hidrogeno. Cinco gramos del
mismo, una vez transformados en vapor, ocupan un volumen de 1575 cm3, medidos a 27°C y
760 mm de presión. Calcular su fórmula empírica y su fórmula molecular.
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Masas atómicas: H = 1; C = 12.
CH, C6H6
Un matraz de vidrio pesa al vacío 20'191 g. Lleno con oxígeno pesa 20'878 g y con un óxido de
nitrógeno (en las mismas condiciones) 21'136 g. cuál es ese óxido: N2O; b) NO2; c) NO; d) N2O4
44, N2O
Un recipiente de 4 litros contiene nitrógeno a 25 ºC y 604 mmHg y otro recipiente de 10 litros
contiene helio a 25 ºC y 354 mmHg. Se mezclan ambos gases conectando los dos recipientes
mediante un tubo de volumen despreciable. Calcular: a) las presiones parciales de cada gas y la
presión total de la mezcla; b) la fracción molar del nitrógeno en la mezcla y la composición de
ésta en porcentaje en peso.
a) 0’227, 0’331; 0’558; b) 0’406, 82’73%, 17’27%
•
En el transcurso de una reacción química se recoge metano, CH4, sobre agua, obteniéndose 52'2
cm3 de gas a 20 º C y 752 mm. Calcular los gramos de CH4 recogidos. Dato: presión del vapor
de agua a 20 º C = 17'5 mm.
0’033
31.
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Una sustancia contiene 5 % de H, 35 % de N y el resto de oxígeno. ¿Cuál es su fórmula?.
NH4NO3
32.
Un compuesto contiene 7'7 % de H y 92'3 % de C. Calcular su fórmula molecular sabiendo que
5'6 litros de este en estado gaseoso pesan 19'5 gramos a 760 mmHg y 273 K.
C6H6
30.
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La composición centesimal de un óxido de plomo es : oxigeno = 9’4 %; plomo = 90’6 %.
Sabiendo que los pesos atómicos del plomo y del oxigeno son 207’2 y 16, respectivamente,
deducir la fórmula del óxido.
Pb3O4
El osmio es un metal que forma varios fluoruros volátiles. Para identificar uno de ellos se le
somete a análisis y resulta tener un 44’12 % de flúor en peso, siendo su densidad, al estado de
vapor, respecto del aire, dr =11’82. Se desea saber:
a)
Su masa molecular.
b)
Su fórmula.
c)
La valencia del osmio en este compuesto y su equivalente químico
d)
Los gramos de osmio metálico que se obtendrán al reducir 500 g de dicho fluoruro, si el
rendimiento de la operación metalúrgica es del 88 %. Datos: Masas atómicas: Os = 190’2;
F = 19. Masa molecular aparento del aire: 28’96.
342’3, OsF8, 8, 23’77, 245’87
DISOLUCIONES
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Queremos preparar 200 cc de una disolución de sal en agua del 20 % de riqueza. ¿Cómo lo
harías, sabiendo que la densidad de la disolución obtenida es 1’1 g/cc?.
44
Tenemos una disolución de ácido nítrico de concentración 50 g/l. ¿Qué volumen de ésta deberías
tomar si necesitamos 85’37 g de soluto?
1707’4 cc
Tenemos una disolución de ácido sulfúrico 3 molar, calcula que volumen de éste que debemos
tomar para preparar 200 cc de una disolución de ácido sulfúrico de 0’6 molar diluyendo la
primera disolución con agua destilada.
40 cc
El ácido sulfúrico que se vende en el comercio tiene una concentración de 18 M. Decir como
prepararías 180 cc de una disolución de ácido sulfúrico 2 M.
20 cc
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¿Cuántos gramos de dicromato potásico debemos pesar para obtener 0’25 litros de disolución
0'2 M ?
14’7
¿Cuál es la M, N, m y xs de una disolución de ácido sulfúrico de 14'7 %P de riqueza, cuya
densidad es 1'8 g/cc.
2’7, 5’4, 1’76, 0’03
En 35 g de agua de disuelven 5 g de cloruro de hidrógeno. La densidad de la disolución
resultante es 1'06 g/cc. Hallar su concentración: a) En porcentaje en peso, b) En g/l, c) En M, d)
En N.
12'5%, 132'5, 3'6 M, 3'6 N.
Se mezclan 120 cc de una disolución de ácido nítrico 0'2 M con 80 cc de disolución de ácido
clorhídrico 0'1 M. Calcular la molaridad de la disolución resultante respecto a los iones
hidrógeno, nitrato y cloruro.
0'16, 0'12, 0'04
Queremos preparar 10 dm3 de sulfúrico 3 N, y lo que tenemos es sulfúrico de 92'77% y densidad
1'827 g/cm3. ¿Qué volumen de éste se habrá de utilizar?
867'3 cc
El ácido clorhídrico concentrado comercial contiene 37% en peso de HCl y posee una densidad
de 1'19 g/ml. ¿Qué cantidad de agua se debe añadir a 100 ml de este ácido para que la disolución
resulte 0'1 N?
11’96 L
Calcular la normalidad y molaridad de un ácido sulfúrico de densidad 1'05 g/ml y 7'7 % en peso
de riqueza.
0’825, 1’65
Se disuelven 180 g de hidróxido sódico en 400 g de agua. La densidad de la disolución resultante
es 1'34 g/ml. Calcular: a) La concentración en tanto por ciento en peso. b) La molaridad.
31%P, 10’38
Calcular los ml de ácido nítrico comercial (riqueza = 85'5%, densidad = 1'47 g/ml) necesarios
para preparar 250 ml de disolución 0'2 M.
2’5
En una disolución de ácido sulfúrico del 37 % en peso y densidad 1'19 g/cc. Calcule: a) La
normalidad y la molaridad de la misma. b) Qué peso de ácido sulfúrico "puro" está contenido en
30 ml de disolución.
4’49, 8’98, 13’21
Un ácido sulfúrico comercial de densidad 1'84 g/cc a 25 ºC, contiene 98 % en peso de sulfúrico.
a) Calcular el volumen de ácido que habrá que tomar para preparar 10 litros de disolución 5 N.
b) Calcule la molaridad y la fracción molar de soluto en la disolución original.
1’35 L, 18’4, 0’9
Qué volumen de un ácido nítrico, de d=1'422 g/cm3 y del 70 % de riqueza, debemos tomar para
preparar 250 ml de ácido nítrico 4 N. b) Calcule la molaridad y la fracción molar de soluto en la
disolución original.
63’29, 15’8, 0’4
Se mezclan 100 ml de una disolución 0'2 molar de ácido sulfúrico con 75 ml de otra disolución 3
normal de dicho ácido. Suponiendo que los volúmenes son aditivos, calcular la normalidad y la
molaridad de la disolución resultante.
0’757, 1’514
ESTEQUIOMETRÍA
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Ajustar, por tanteo, las siguientes ecuaciones químicas:
a)
N2 + H2 ' NH3
b)
H2 + O2 ' H2O
c)
Al + H2SO4 ' Al2(SO4)3 + H2
1, 3, 2 ⎯ 2, 1, 2 ⎯ 2, 3, 1, 3
Ajustar por él método de los coeficientes indeterminados:
a)
K2Cr2O7 + HCl ' CrCl3 + KCl + Cl2 + H2O
b)
MnO2 + HCl ' MnCl2 + Cl2 + H2O
c)
KMnO4 + HCl ' MnCl2 + KCl + Cl2 + H2O
1,14,2,2,3,7 ⎯ 1,4,1,1,2 ⎯ 2,16,2,2,5,8
Dada la siguiente reacción: MnO2 + HCl = MnCl2 + Cl2 + H2O, ajustarla y calcular cuántos
gramos de HCl se necesitan para obtener 300 g de MnCl2.
347’6
Dada la reacción: HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + NO2 + H2O, ajustarla y calcular cuántos litros de
NO2 medidos a 28 ºC y 2 atm se obtendrán a partir de 28 g de cobre.
10’88
Dada la ecuación: HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + NO2 + H2O , calcular qué volumen de ácido nítrico
5 molar se necesita para obtener 3 litros de NO2 en condiciones normales.
53’57 cc
En la síntesis del amoníaco: N2 (g) + 3 H2 (g) ' 2 NH3 (g); se hacen reaccionar 10 g de N2 con 1
g de H2. Calcular:
a)
El reaccionante que está en exceso.
b)
El rendimiento de la reacción si se obtienen 2’12 g de NH3.
N2, 37’45%
Cuando se queman 0'436 g de un compuesto orgánico que contiene C, H y O, se obtienen 0'958 g
de CO2 y 0'522 g de H2O. a) Calcule la fórmula empírica del compuesto. b) Calcule la fórmula
molecular, sabiendo que su densidad, medida en condiciones normales, es 2'679 g/L. Masas
atómicas: H = 1; C = 12; 0 = 16.
C3H8O, CH3CH2CH2OH
Cuando se tratan con ácido sulfúrico diluido 2'81 g de un metal desconocido, se forman 560 ml
de hidrógeno medidos en condiciones normales: a) ¿Cuál es el peso equivalente del metal? b) El
peso atómico del metal es aproximadamente 100, ¿cuál es el peso atómico exacto? c) ¿Qué metal
es?
56'2, 112'4, Cd.
Se mezcla 20 g de zinc puro con 200 ml de HCl 6 M. Cuando termina el desprendimiento de
hidrógeno, ¿cuál quedara en exceso, el zinc o el ácido?, ¿cuál será el reactivo limitante?, ¿qué
volumen de hidrógeno medio a 27 ºC y 760 mmHg se habrá desprendido?
HCl, Zn, 7'38 L
Al tratar una muestra de 0'558 g de una aleación de cinc y aluminio con un ácido, se recogieron
609 cc de hidrógeno sobre agua a 15 ºC y 746 mmHg. ¿Cuál es la composición de la aleación?
(Presión de vapor de agua a 15 ºC, 13 mmHg).
0’152 g de Zn y 0’405 g de Al
•
Se toman 50 cc de H2SO4 0'25 M y se diluyen hasta 75 cc. Se mezclan 20 cc de este H2SO4
diluido con 20 cc de una disolución de NaOH 0'625 M. Averiguar si la disolución resultante es
ácida o básica y su concentración molar con relación al ácido o base en exceso.
básica; 0'145
63.
Calcular la riqueza en CaCO3 de una caliza, sabiendo que 13'06 g de la misma reaccionan con
62.
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89'5 cc de una disolución de clorhídrico 2'43 M.
83’26%
Al hacer estallar 100 cc de una mezcla de hidrógeno y oxígeno, y volver los gases a las
condiciones primitivas, queda un volumen de 10 cc de oxígeno en exceso. Hallar la composición
de la mezcla analizada.
60, 40
Se tratan 5 g de Al con 200 ml de disolución acuosa de ácido sulfúrico 0'3 M. Determínese: a)
Volumen de hidrógeno que se obtendrá en la reacción, medido a 20 ºC y 745 mm de presión. b)
La masa de sulfato de aluminio anhidro que se obtendrá por evaporación de la disolución.
1’47, 6’84
Al calentar nitrato sódico se descompone en nitrito sódico y oxígeno. Calcule cuál será la
riqueza de un nitrato impuro si al calentar 60 g del mismo se producen 5500 cm3 de oxígeno
medido en c.n. Datos: Pesos atómicos: Na=23, N=14, O=16.
69’56
La combustión del etanol produce dióxido de carbono y agua. Calcule: a) Qué volumen de
dióxido de carbono, medido a 27 ºC y 700 mmHg, se obtendrá al quemar 11'5 g de alcohol. b)
Cuántas moléculas de oxígeno serán necesarias para esa combustión.
13’35, 4’51.1023
El perclorato potásico se puede preparar mediante la siguiente serie de ecuaciones: a) Cl2 +
2KOH = KCl + KClO + H2O; b) 3KClO = 2KCl + KClO3; c) 4KClO3 = 3KClO4 + KCl;
¿Cuántos gramos de cloro se necesitan para preparar 100 g de perclorato potásico?.
Datos: Pesos atómicos: O=16, Cl=35'5, K=39.
205
El sulfuro de hidrógeno reacciona con oxígeno para dar dióxido de azufre y agua. Calcular: a)
Los gramos de oxígeno necesarios para reaccionar con 0'6 moles de sulfuro de hidrógeno. b) El
volumen de dióxido de azufre, medido a 650 mmHg y 20 ºC, si se usan 204 g de sulfuro de
hidrógeno.
28’8, 168’5
¿Qué cantidad de disolución 0'1 N de ácido sulfúrico debe tratarse con aluminio para obtener 2
litros de hidrógeno, medidos a 3 atm y 27 ºC. Escribir también la reacción ajustada que tiene
lugar.
4’878 L
¿Cuántos litros de hidrógeno gaseoso, medidos a 700 mmHg y 22 ºC, se pueden obtener
atacando 130 g de cinc metálico del 95 % de riqueza, e impurezas inertes, con ácido sulfúrico?.
Datos: Pesos atómicos: Zn=65'4.
49’61
Para determinar la riqueza de una muestra de cinc se toman 50 g de la misma y se tratan con
ácido clorhídrico del 35 % en peso de riqueza y densidad 1'18 g/ml, consumiéndose 129 ml.
Calcular el porcentaje de cinc de la muestra y la molaridad del ácido clorhídrico.
Datos: Pesos atómicos: H=1, Cl=35'5, Zn=65'4.
95’41, 11’51
Se hacen reaccionar 10 g de cinc metálico con ácido sulfúrico en exceso. Calcule: a) El volumen
de hidrogeno que se obtiene, medido a 27°C y 740 mm de mercurio de presión. b) La masa de
sulfato de cinc formada. La reacción tiene un rendimiento del 80%. Datos: R = 0’082
atm.l.K-1.mol-1. Masas atómicas 0 = 16, S = 32, Zn = 65'4
3’09, 19’74
a) ¿Cuántos mL de una disolución de ácido clorhídrico de riqueza 40% en peso y densidad 1'2
g/mL hará falta para preparar 0'5 litros de disolución 0'1 M de dicho ácido?. b) Describa el
material de laboratorio y el procedimiento adecuado para realizar esta operación.
•
Masas atómicas: H = 1; Cl = 35'5
3’8
ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS
75.
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77.
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Un electrón excitado de un átomo de hidrógeno vuelve a su estado fundamental y emite
radiación electromagnética de 180nm (1 nm=10-9 m). Calcular:
a)
la frecuencia de la radiación;
b)
la diferencia de energía entre los dos niveles.
Datos: h=6'62.10-34 J.s; c=3.108 m/s.
1'66.1015 Hz, 1'1.10-18 J.
Si la energía asociada a la primera órbita de Bohr es -13'60 eV. ¿Cuál es la energía asociada a la
cuarta órbita de Bohr en electrón-voltios y en julios? (La equivalencia entre ambas unidades es 1
eV=1'6.10-19 J)
−0'85 eV = −1'35.10-19 J
El boro tiene dos isótopos: el boro-10 y el boro-11, cuyas masas atómicas son respectivamente,
10'0129 y 11'0093. Siendo su abundancia relativa 19'61% y el 80'39%, respectivamente, calcular
el peso atómico del boro.
10’8139
ENLACE QUÍMICO
78.
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79.
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Calcular la energía de red o reticular del MgO si en la formación a partir de sus elementos se
desprenden 602 kJ/mol.
Datos:. Es(Mg)=148 kJ/mol; Ei(Mg)=1450 kJ/mol; Ed(O2)=250 kJ/mol; Eaf(O)=844 kJ/mol.
1481 kJ/mol.
a) Haga un esquema del ciclo de Born-Haber para el NaCl. b) Calcule la energía reticular del
NaCl(s), a partir de los siguientes datos: Entalpía de sublimación del sodio = 108 kJ/mol,
Entalpía de disociación del cloro = 243’2 kJ/mol, Entalpía de ionización del sodio = 495’7
kJ/mol, Afinidad electrónica del cloro = -348’0 kJ/mol, Entalpía de formación del cloruro de
sodio = -401’8 kJ/mol
779’1 kJ/mol
ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
80.
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81.
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82.
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Calcular el calor de formación del ZnO con los datos siguientes:
a)
SO4H2 + Zn ' SO4Zn + H2 + 80’1 kcal.
b)
O2 + 2 H2 ' 2 H2O + 136’6 kcal.
c)
SO4H2 + ZnO ' SO4Zn + H2O + 50’52 kcal.
97’88
Calcúlese la variación entálpica en la reacción:
ZnO(s) + CO(g) ' Zn(v) + CO2(g), a partir de los datos siguientes:
Calor de formación del ZnO sólido = 83 kcal/mol
Calor de vaporización del Zn = 32 kcal/mol
Calor de combustión del CO = 68 kcal/mol
47
Las entalpías de formación, a partir de sus elementos, del carbonato cálcico, óxido cálcico y
dióxido de carbono son, respectivamente, −1207 kJ; −635’5 kJ y −397’7 kJ. La ΔHº en la
combustión de un carbón mineral vale 2000 kcal/kg. Calcular:
a)
La ΔHº de la descomposición del carbonato cálcico.
b)
El consumo de carbón que se requiere para obtener una tonelada de cal viva, en el supuesto de
que el aprovechamiento térmico del horno sea del 60%.
173’8 kJ/mol, 618 kg
83.
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84.
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87.
Dadas las siguientes reacciones:
I2 (gas) + H2 ' 2 HI (gas) + 3’34 kJ.
I2 (sólido) + H2 ' 2 HI (gas) − 50’16 kJ.
I2 (gas) + H2 ' 2 HI (disuelto aq.) + 112’02 kJ.
Calcular:
a)
El calor molar latente de sublimación del iodo.
b)
E1 calor molar de disolución del yoduro de hidrógeno.
c)
Los julios que habrá que comunicar para disociar en sus componentes el yoduro de hidrógeno
contenido a 25 ºC, en un matraz de 750 cc a la presión de 2 atm.
−53’5, 54’34, 102’5
Calcular la entalpía normal de formación del HCOOH, a presión constante, con los datos
siguientes: ΔHC del HCOOH = −259’16 kJ/mol, ΔHC del CO = −284’24 kJ/mol, ΔHF del H2O y
del CO: −285’9 y −110’5 kJ/mol respectivamente.
−421’48
Mediante la ΔHF del H2O(l) y H2O(v) que son −285’9 y −241’8 kJ/mol respectivamente calcular
el calor molar de condensación del agua.
44’1
Para la obtención de hidrógeno por reacción de cinc con ácido sulfúrico diluido a 25 ºC, es
ΔH = −335 kJ/mol. Calcular la energía calorífica que se desprende cuando se disuelven
130'7 gramos de cinc en un exceso de disolución de ácido sulfúrico.
670
•
El calor de formación del gas butano vale 29'8 Kcal/mol, mientras que los calores de formación
del dióxido de carbono y vapor de agua son, respectivamente: 393 kJ/mol y 241´6 kJ/mol.
Establecer: a) La reacción de combustión completa de dicho hidrocarburo. b) Las calorías que es
capaz de suministrar una bombona de gas butano de 4 Kg.
Sol: 4’38.107
88.
•
Conocida ΔHCº del ácido acético(l): −870’86 kJ, deducir el valor de ΔUº a 398 K.
−877’47
89.
Calcular la energía del enlace C−H en el metano mediante los datos siguientes:
a)
C (s) ' C (g) − 712’27 kJ
b)
H2 (g) ' 2 H (g) − 435’56 kJ
c)
C (s) + 2 H2 (g) ' CH4 (g) + 74’78 kJ
414’54
•
90.
•
91.
•
92.
•
93.
El calor de combustión del metano, determinado mediante un calorímetro de bomba (a 298 K) es
ΔU = -885'40 kJ/mol. Calcular el calor de combustión a presión constante, ΔH (a 298 K y 1 atm).
−890'35
Para la vaporización del agua, ΔH = 44'01 kJ/mol y ΔS = 117'9 J/mol.K a 298 K y 1 atm.
Calcular:
a)
la energía libre de vaporización del agua en dichas condiciones;
b)
la temperatura a la cual el agua líquida estará en equilibrio con su vapor, a la presión de una
atmósfera.
8’87 kJ/mol, 373’28 K
Calcular la variación de entalpía libre a 298 K para la reacción:
C2H2 (g) + 5/2 O2 (g) ' 2 CO2 (g) + H2O (l). ¿Será espontánea esta reacción?
Datos: ΔHº del C2H2 (g), O2 (g), CO2 (g) y H2O (l) son: +229’4, 0, −393’7, −285’9 kJ/mol; Sº del
C2H2 (g), O2 (g), CO2 (g) y H2O (l) son: 203’2, 205, 213’7, 70 J/mol.K
−1237’64
Calcular la variación de entropía y la variación de entalpía libre, a 298 K, de la reacción:
Fe (s) + H2O (v) ' FeO (s) + H2 (g).
•
94.
•
95.
•
Datos: ΔHº del Fe (s), H2O (g), FeO (s), H2 (g) son: 0, −241’8, −266’5, 0 kJ/mol; Sº del Fe (s), H2O
(g), FeO (s), H2 (g) son: 27’2, 188’7, 54, 130,6 J/K.mol
−31’3 J/mol.K, −15’37 kJ/mol
Para la descomposición del óxido de plata (a 298 K y 1 atm), según la reacción :
Ag2O(s) = 2 Ag(s) + 1/2 O2(g); ΔH=30'6 kJ; ΔS=60'2 J/K
Calcular a) el valor de ΔG de la reacción en dichas condiciones; b) la temperatura a la cual se
anula ΔG (a la presión de una atmósfera), suponiendo que ΔH y ΔS no varían con la temperatura;
c) ¿a qué temperatura será espontánea la reacción?
12'66, 508’3 K, T>508’3 K.
Los valores ΔH e ΔS para una reacción química son -22'6 Kcal/mol y -45'2 cal/mol.K,
respectivamente, y estos valores no varían apreciablemente con la temperatura. a) ¿Cuánto vale
la energía libre ΔG para la reacción a 300K y a 1000K ?. b) ¿A qué temperatura ΔG=0? c) ¿Para
cuál de las temperaturas citadas la reacción es espontánea?.
−9’04, 22’6, 500, 300
EQUILIBRIO QUÍMICO
96.
•
97.
•
98.
•
99.
•
Para la reacción: N2O4(g) = 2 NO2(g), a 25 ºC, Kc=4'0.10-2. En un matraz de 1 litro se introduce
0'050 moles de N2O4 y 0'025 moles de NO2 a 25 ºC.
a)
¿Estará la mezcla en equilibrio?
b)
Si no es así, ¿en qué sentido se desplazará la reacción?.
c)
Calcular las concentraciones de ambos gases en el equilibrio.
No, Derecha, [N2O4]=0'042 mol/l; [NO2]=0'041 mol/l
A partir de 150 g de ácido acético se desean obtener 166 g de acetato de etilo. Calcúlense los
gramos de alcohol etílico que tenemos que utilizar, sabiendo que la constante de equilibrio de la
reacción de esterificación, a 25 ºC, es igual a 4.
153'45 g
En la descomposición térmica del carbonato cálcico, la presión parcial del CO2 vale 190 mmHg,
a la temperatura de 800 ºC. Calcular los valores de las constantes de equilibrio Kp y Kc.
0’25, 2’84.10−3
A la temperatura de 1200 K y presión total de 1 atm, el cloro molecular se encuentra disociado el
0'5% en sus átomos. Calcular la constante de equilibrio de disociación, Kp, a dicha temperatura.
10−4
100. A 250 ºC y 1 atm de presión total, el 80% de PCl5 está disociado en PCl3 y Cl2. Calcular:
a)
La constante de equilibrio de disociación Kp, a dicha temperatura.
b)
El porcentaje de disociación del PCl5, a la misma y temperatura, cuando la presión total es de
5 atmósferas.
•
1’77, 51’1%
101. La constante, Kc es 0’19 a 250 ºC para el equilibrio PCl5(g) ' PCl3(g) + Cl2(g). Si se introducen
2 moles de PCl5 en un recipiente de 1 litro, calcular, una vez alcanzado el equilibrio: a) El valor
de Kp. b) La concentración de cada especie química.
•
8’148, 1’47, 0’528, 0’528
102. En una experiencia realizada a 490 ºC para el estudio de la reacción: H2(g) + I2(g) ' 2 HI(g) se
encontró que, una vez alcanzado el equilibrio, las concentraciones de hidrógeno, yodo y yoduro
de hidrógeno eran respectivamente: 0'000862, 0'00263 y 0'0102 moles/litros. Calcúlese: a) El
valor de Kc. b) Las concentraciones, una vez alcanzado el equilibrio, cuando en un recipiente de
2 litros que se mantiene a 490 ºC se introduce un mol de hidrógeno y otro de yodo.
•
45’89, 0’114, 0’114, 0’772
103. La reacción en estado gaseoso entre el yodo(g) y el hidrógeno(g) da lugar a yoduro de
hidrógeno(g). En el equilibrio a 500 ºC las concentraciones de los componentes son:
•
hidrógeno=8'6.10-4, yodo=2'6.10-3, yoduro de hidrógeno=1.10-2 (en mol/litro). Se pide:
a) Calcular el valor de Kc. b) Determinar las concentraciones de los componentes en el equilibrio
cuando se parte de 2 moles de yoduro de hidrógeno en un recipiente de 3 litros.
44’72, 0’513, 0’0767, 0’0767
104. En un recipiente de 10 litros se introducen 0'61 moles de CO2 y 0'39 moles de H2 y se calientan a
1250 ºC. Una vez alcanzado el equilibrio: CO2 (g) + H2 (g) ' CO (g) + H2O (g) se analiza la
mezcla de gases encontrando que hay 0'35 moles de CO2. a) Calcular la concentración de los
otros gases en el equilibrio. b) Las constantes de equilibrio Kc y Kp a esa temperatura. c) La
composición de los gases en el equilibrio cuando en el caso anterior se adicionan 0'22 moles de
hidrógeno a la misma temperatura.
•
0’013, 0’026, 0’026, 1’485, 1’485, 0’275, 0’275, 0’335, 0’335
105. El pentacloruro de fósforo gaseoso se disocia en tricloruro de fósforo gaseoso y cloro gaseoso.
Hallar la constante de ese equilibrio de disociación sabiendo que cuando se introducen en un
recipiente de 10 litros 208'5 g de pentacloruro de fósforo quedan, una vez alcanzado el
equilibrio, 0'3 moles de esta sustancia sin disociar. Datos: Cl=35'5, P=31.
•
0’163
106. La constante de equilibrio de la reacción gaseosa: H2 + I2 ' 2 IH, vale KP=55’3 a 700 K. Dígase
lo que ocurrirá al mezclar a dicha temperatura en recipiente cerrado estas tres sustancias a las
presiones parciales iniciales siguientes: IH = 0’70 atm; H2 e I2, 0’02 atm cada uno. ¿Cuáles serán
las respectivas presiones parciales de equilibrio?.
•
Izquierda, 0’078, 0’078, 0’583
107. Una mezcla gaseosa, constituida inicialmente por 7’94 moles de hidrógeno y 5’30 moles de
yodo, se calienta a 445 ºC, con lo que se forman en el equilibrio 9’52 moles de ioduro de
hidrógeno. Se pide:
a)
Formular la reacción reversible correspondiente a este proceso, señalando cómo se modificará
el estado de equilibrio al modificar la temperatura y la presión.
b)
Calcular la composición de equilibrio que se alcanzará a la temperatura dada, cuando se parte
de 8’07 moles de hidrógeno y 9’27 moles de yodo.
•
1’35, 2’55, 13’44
108. Si calentamos a 50 ºC un mol de CH3COOH con un mol de CH3CH2OH, hasta alcanzar el
equilibrio, veremos que se han formado 2/3 mol de H2O.
a)
¿Cuál es la constante de equilibrio entre los componentes del sistema?
b)
¿Cuántos son los moles presentes de cada componente en el equilibrio?
c)
Hacer los mismos cálculos para el caso de calentar 40 g de ácido acético con 34 g de etanol.
•
KC = 4; 1/3, 1/3, 2/3, 2/3; 0’2, 0’28, 0’46, 0’46
109. Si en un recipiente de 19 litros introducimos como catalizador hierro reducido y una mezcla de 1
mol de N2 y 3 moles de H2, y calentamos a 350 ºC, el manómetro indica 10 atm en el interior del
recipiente.
a)
Calcular el número de moles de cada componente en el equilibrio.
b)
Hallar los valores de Kc y Kp
•
0’86, 2’58, 0’28; 1’92, 7’35.10−4
110. En un matraz de un litro se introducen 0’1 moles de Cl5P y se calienta a 250 ºC. A esta
temperatura el grado de disociación es de 0’84.
a)
Calcular la presión en el interior del matraz.
b)
Hallar el número de moles de cada componente en el equilibrio.
c)
¿Cuál es el valor de las constantes Kc y Kp?
•
7’89; 0’016, 0’084, 0’084; 0’44, 18’91
111. Si en un matraz de 2 litros de capacidad se calienta cierta cantidad de CO3HNa a 110 ºC, se
descompone dando carbonato sódico, anhídrido carbónico y vapor de agua, siendo la presión de
equilibrio es de 1’25 atm. Calcular el valor de Kp y el peso de CO3HNa descompuesto.
•
0’39, 6’68
112. Se introducen 0’25 g de bromo en un matraz de 475 cc, después de haber hecho el vacío, y se
calienta a 1998 K el vapor con lo que se disocia: Br2(g) ' 2 Br(g). La presión en el interior del
matraz será en este caso de 0,802 atm. Calcular:
a)
El grado de disociación,
b)
El % de moléculas de bromo en el equilibrio.
c)
El valor de Kc.
•
0’488, 34’4%, 6’12.10−3
113. En una vasija de 10 litros mantenida a 270 ºC y en la que se hizo el vacío previamente, se
introducen 2’5 moles de pentacloruro de fósforo, PCl5, y se cierra herméticamente. La presión
del interior comienza a elevarse debido a la disociación del pentacloruro, hasta que se estabiliza
a 15’68 atmósferas. Se pide:
a)
Formular la reacción de disociación del pentacloruro de fósforo, que es reversible.
b)
Calcular el número de moles de pentacloruro de fósforo, tricloruro de fósforo y cloro libre que
se encontrarán en el equilibrio alcanzado sabiendo que a dicha temperatura y presión, todas las
anteriores sustancias son gaseosas.
c)
Hallar el valor de la constante de equilibrio, Kc de dicha reacción a la temperatura señalada.
d)
Discutir, de acuerdo con la ley de Le Chatelier, la influencia de la temperatura y de la presión
sobre el equilibrio.
•
1’478, 1’021, 1’021; 0’0705
114. La síntesis industrial del metanol se rige por el siguiente equilibrio homogéneo:
CO + 2 H2 ' CH3OH; ΔH = −112’86 kJ a 300 ºC, Kp = 9’28.10−3. Se pide:
a)
El valor de Kc.
b)
Ver la influencia cualitativa de un aumento de temperatura en el rendimiento.
c)
Idem de un aumento de presión.
•
20’48, ←, →
REACCIONES ÁCIDO-BASE
115. Una disolución de amoniaco 0’1 M está ionizada al 3’5%. Calcular:
a)
La concentración de iones OH− y NH4+.
b)
La concentración de amoniaco en estado molecular.
c)
La constante de ionización del amoniaco disociado.
•
0’0035, 0’0035; 0’0965, 1’269.10−4
116. Una disolución de ácido acético 0’2 M está ionizada al 1’25%. Hallar:
a)
La concentración de iones H3O+, C2H3O2− y HC2H3O2.
b)
La constante de ionización del ácido acético.
•
0’0025, 0’0025, 0’1975; 3’16.10−5
117. Hallar el pH de las disoluciones siguientes:
a)
HNO3 0’5 N.
c)
KOH 0’75 M
•
0’3, 13’87
118. Conociendo el pH de las siguientes disoluciones:
a)
AgOH, pH = 12.
b)
HCl, pH = 1’5.
c)
NaOH, pH = 13’5.
d)
H2S, pH = 5’7.
Hallar la concentración de iones OH−.
•
10−2, 3’16.10−13, 0’316, 5.10−9
119. Teniendo en cuenta que la constante de ionización del HCOOH en solución acuosa es 1’77.10−4
a 25 ºC, calcular el grado de ionización de una solución 10−2 M de ese ácido y el pH.
•
0’124, 2’9
120. Determinar el porcentaje de ionización de una disolución de ácido HCN 1’5 M, siendo Ka para
dicho ácido 4’8.10−10.
•
1’78.10−3%
121. Calcular:
a)
El volumen de agua que habrá que añadir a un litro de SO4H2 1’5 N para que resulte de
concentración 1 N.
b)
El volumen de agua que habría que evaporar de la solución final anterior para que resulte de
concentración 4/3 N.
•
0’5 L, 0’375 L
122. Calcular:
a)
Los gramos de KOH que hay que añadir a 250 g de agua para obtener una solución de pH =
9’5.
b)
Los gramos de ClH que se precisan añadir a 250 g de agua para obtener una solución de pH =
3’5.
•
4’42.10−4, 2’88.10−3
123. Hallar la molaridad de una disolución de ácido nitroso, que está ionizada un 5’7%, si su
constante de ionización vale 5.10−4.
•
0’145
124. Se tiene una disolución acuosa de ácido acético 0’055 N, Ka = 1’86.10−5. Calcular:
a)
El pH de la misma.
b)
El grado de disociación, en %, o porcentaje de ionización del ácido acético
c)
La normalidad que deberla tener una disolución de ClH para que su pH fuera igual al de la
disolución problema.
•
3, 1’82%, 10−3
125. Averiguar los cc de ClH 1 N, que son necesarios para neutralizar las soluciones siguientes:
a)
20 cc de NaOH 0’5 N.
b)
30 cc de CO3Na2.10H2O 1’5 N.
c)
40 cc de solución de Ba(OH)2 con un contenido de 13’74 mg/cc.
•
10, 45, 6’41
126. ¿Cuál es el valor del pH de la disolución obtenida al añadir 25 cc de solución 0’2 M de NaOH a
55 cc de ClH 0’1 N?
•
2’2
127. A 25 ºC el grado de disociación de una disolución acuosa de ácido acético 0’101 M vale,
α=0’0099. Calcúlese el pH de la misma y la constante de ionización del ácido acético a dicha
temperatura.
•
3, 10−5
128. A 33 cc de solución normal de sulfúrico hemos añadido 0’4 g de un determinado metal. ¿Cuál
será el equivalente de ese metal si para neutralizar el exceso de ácido tuvimos que añadir 13 cc
de NaOH 1 N?
•
20
129. Calcular la concentración de los iones H3O+ y OH- y el pH de la siguientes disoluciones acuosas:
a) NaOH 0'1M; b) HCl 0'1 M; c) HCl 10 M.
•
10−13, 0’1, 13; 0’1, 10−13, 1; ¿10, 10−15, −1?
130. Una disolución acuosa de 0'10 M de metilamina, CH3NH2, tiene un pH=11'85. A partir de ese
dato, calcular la constante de basicidad de la metilamina y su grado de disociación.
•
5’39.10-4, 0'0708
131. Para neutralizar 25 cm3 de una disolución acuosa de ácido sulfúrico se han gastado 37'5 cm3 de
•
disolución 0'50 M de NaOH. Calcular la normalidad de la disolución de H2SO4.
0'75
132. Calcular las concentraciones de iones H3O+ y OH-, y el pH de una disolución acuosa 0'1 M de
HCl.
•
0’1, 10−13, 1
133. En una disolución acuosa 0'10 M de HF se ha determinado la concentración de iones H3O+,
siendo 0'008 M. Calcular la constante de disociación, Ka, del ácido fluorhídrico.
•
6’95.10−4
134. A 5 g de un ácido se añadió un exceso de cinc, desprendiéndose 0'067 g de hidrógeno.
a) Calcular el peso equivalente del ácido. b) ¿Qué peso de hidróxido sódico neutralizaría 9 g de
este ácido?.
•
74’62, 4’82
135. El amoníaco es una base débil, cuya constante básica vale 1'8.10-5. Calcular: a) El pH de una
disolución 0'15 M de dicha base. b) el grado de disociación.
•
11’21, 0’0109
136. La calibración de un cuentagotas se realiza contando el número de gotas necesario para formar
un mililitro. En este caso se requieren 20 gotas. a) ¿Cuántos moles de ácido clorhídrico habrá en
una gota de disolución 0'2 M de dicho ácido?. b) Se agrega una gota del citado ácido a suficiente
agua para obtener 100 ml de disolución, ¿cuál será el pH de la disolución resultante?.
•
10-5, 4
137. a) A qué concentración tendrá pH=3 una disolución de ácido metanoico cuya Ka = 1'77.10-4. b)
Cuánto valdrá el grado de disociación.
•
6’65.10-3, 0’15
138. a) Calcular el pH de una disolución 0'1 M de ácido metanoico de Ka=1'77.10-4. b) Calcule las
concentraciones de las especies presentes en el equilibrio y el grado de disociación.
•
2’38, 0’0958, 0’00412, 0’00412, 0’041
139. Calcular la constante de disociación del ácido hipocloroso, sabiendo que una disolución acuosa
que contiene 15'75 g/l de esta sustancia tiene un pH de 4'02, a 25 ºC.
Datos: Pesos atómicos: H=1, O=16, Cl=35'5.
•
3’041.10-8
140. a) Calcule los gramos de ácido acético CH3COOH que se deben disolver en apara para obtener
500 ml de una disolución que tenga un pH = 2'72. b) Describa el material y el procedimiento a
seguir para preparar la disolución anterior. Datos: Ka = 1’8.10-5; H = 1; C = 12; O = 16.
•
6,1
REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN
141. El dicromato potásico, en disolución acuosa acidulada con H2SO4, oxida al sulfato de hierro (II)
a sulfato de hierro (III). Escribir la ecuación molecular ajustada de esta reacción y calcular los
gramos de sulfato de hierro (III) que se obtienen a partir de 40g de sulfato de hierro (II), si el
rendimiento de la reacción es del 70%
•
1, 6, 7, 3, 1, 1, 7; 36’85
142. En medio ácido el ión dicromato oxida al ión ferroso que pasa a férrico, mientras él se reduce a
ión crómico. a) Ajustar la ecuación iónica del proceso redox. b) ¿Cuántos gramos de dicromato
potásico son necesarios para preparar 250 ml de una disolución 0'2 N de dicho agente oxidante?.
•
1, 6, 14, 6, 2, 7; 2’45
143. El ácido nítrico concentrado ataca al estaño metálico formándose dióxido de estaño sólido y
dióxido de nitrógeno gas. Se pide: a) Escribir la reacción ajustada por el método del ión-electrón,
indicando los sistemas oxidante y reductor. b) Calcular el volumen de gas, medido en c.n., que se
•
desprenderá por cada gramo de dióxido de estaño formado.
4, 1, 1, 4, 2; 0’59
144. El yodo molecular reacciona con ácido nítrico para dar ácido yódico, dióxido de nitrógeno y
agua. a) Escriba y ajuste la reacción molecular. b) Calcule la riqueza de un yodo impuro si 25
gramos del mismo producen 18 litros de dióxido de nitrógeno medido a 30 ºC y 740 mmHg.
Datos: Pesos atómicos: I=127, N=14, O=16.
•
10, 1, 2, 10, 4; 71’66
145. En medio sulfúrico, el permanganato potásico oxida al ácido nitroso hasta ácido nítrico
reduciéndose a sulfato de manganeso (II). a) Ajuste la ecuación global. b) Calcule el volumen de
permanganato 0'75 M que se necesita para oxidar 20 g de ácido nitroso.
Datos: Pesos atómicos: Mn=54'9, K=39, N=14, O=16.
•
2, 5, 3, 5, 2, 1, 3; 0’226 L
146. El ácido nítrico reacciona con sulfuro de hidrógeno para dar azufre, óxido de nitrógeno (IV) y
agua. Se pide: a) Escribir la reacción ajustada por el método del ión-electrón. b) El volumen de
óxido de nitrógeno (IV) producido, medido en c.n., por cada gramo de azufre formado.
•
2, 1, 1, 2, 2; 1’4
147. El dicromato potásico reacciona con el ácido yodhídrico en medio ácido sulfúrico, para dar
sulfato de cromo (III), yodo, agua y sulfato potásico. a) Escribir y ajustar, por el método del iónelectrón, la ecuación molecular. b) Calcular la concentración del ácido yodhídrico, si 20 ml del
mismo reaccionan exactamente con 0'49 g de dicromato potásico. Datos: O=16, K=39, Cr=52.
•
1’ 6’ 4’ 1’ 1’ 3’ 7; 0’5
148. Dada la siguiente reacción redox en disolución acuosa
KMnO4 + KI + H2SO4 ' I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
a)
Ajuste la reacción por el método del ión-electrón.
b)
Calcule los litros de disolución 2 M de permanganato de potasio necesarios para obtener 1 kg
de yodo. Masa atómicas: 0 = 16; K = 39; Mn = 55; I = 127
•
2, 10, 8, 5, 2, 6, 8; 0’787 L
149. En disolución acuosa el ión dicromato, Cr2O7=, oxida al ión ferroso a férrico y él pasa a ión
crómico, Cr+3, mas agua. Se pide:
a)
Formular y ajustar las semirreacciones iónicas de reducción del dicromato y de oxidación del
ión ferroso, respectivamente.
b)
Calcular el equivalente gramo redox del dicromato potásico en esta clase de reacciones.
c)
Formular la reacción iónica global del proceso redox y a partir de ella la reacción
correspondiente a la oxidación del sulfato ferroso por el dicromato potásico en disolución de
ácido sulfúrico.
Datos: Masas atómicas: Cr=52; O=16; K=39’1; Fe=55’8; S=32’1.
•
49; 1, 6, 7, 3, 1, 1, 7
150. El ión estannoso es oxidado a ión estánnico en medio ácido por las disoluciones acuosas de ión
permanganato, pasando éste a ión manganoso más agua. Se pide:
a)
Escribir y ajustar la reacción iónica de oxidación−reducción que se produce.
b)
Calcular, a la vista de la misma, el equivalente gramo del cloruro estannoso dihidratado en
esta clase de reacciones.
c)
Los gramos de dicha sal que habrá que disolver en agua para obtener 750 cm3 de disolución
N/100.
d)
Al realizar la operación anterior c) se partió, por error, de sal anhidra. ¿Cuál será entonces la
normalidad que realmente tendrá la disolución así preparada?
Datos: Masa atómica del estaño: 113’7; del cloro: 35’45.
•
2, 5, 16, 2, 5, 8; 112’8, 0’846, 0’01189
151. El cloro se obtiene en el laboratorio por oxidación del ácido clorhídrico con dióxido de
manganeso formándose, además, cloruro manganoso y agua. Se pide:
a)
b)
•
Formular la correspondiente reacción y ajustarla.
Las cantidades estequiométricas de reactantes que harán falta para preparar 6 litros de gas
cloro medidos en c. n. y supuesto gas perfecto.
c)
El volumen de disolución acuosa de ácido clorhídrico de 30 % de riqueza y 1’15 de densidad
que se necesitarán para la operación anterior, supuesto un rendimiento del 100 por 100.
Datos: Masas atómicas: Cl=35’5; H=1; Mn=54’9; O=16. Volumen normal, Vo = 22’4 l/mol.
1, 4, 1, 1, 2; 23’3, 39’1; 0’113 L
152. El ácido sulfúrico concentrado reacciona con el bromuro potásico para dar sulfato potásico,
bromo libre, dióxido de azufre y agua. Se pide:
a)
Formular y ajustar las semirreacciones iónicas de oxidación y de reducción correspondientes y
la reacción global completa.
b)
Determinar los equivalentes redox del ácido sulfúrico y del bromuro potásico para esta
reacción.
c)
Los cc de bromo libre que se obtendrán al tratar 50 g de bromuro potásico con ácido sulfúrico
en exceso.
Datos: masas atómicas: S=32; Br=80; K=39; O=16; H=1. Densidad del bromo = 2’9.
•
2, 2, 1, 1, 1, 2; 49, 119, 11’59
153. En disolución ácida, el clorato potásico oxida al cloruro ferroso, que pasa a cloruro férrico,
quedando él reducido a cloruro potásico más agua. Se pide:
a)
Escribir y ajustar la correspondiente reacción iónica.
b)
Determinar el equivalente gramo del clorato potásico.
c)
Hallar la normalidad redox de una solución 0’1 molar de clorato potásico.
Datos: Masas atómicas: Cl=35’5; O=16; K=39’1.
•
1, 6, 6, 1, 6, 3; 20’41, 0’6
154. Mediante la reacción: 2 SO4H2 + Cu ' SO4Cu + 2 H2O + SO2; calcular:
a)
Las cantidades de cobre y sulfúrico concentrado, de riqueza 97 %, que son necesarios para
obtener 150 g de sulfato de cobre pentahidratado.
b)
Evaluar el volumen de SO2 que se desprende medido a 15 ºC y 770 mm de presión.
c)
¿Qué cantidad de iodo se reducirá al burbujear el gas desprendido por una disolución de iodo?
Datos: H=1; O=16; S=32; Cu=63’5; I=127.
•
38’17, 121’48, 14’013, 152’7
155. Calcular el potencial de la pila: Cd / Cd++ lM // Ag+ lM / Ag
si los potenciales normales de los semielementos son:
Ag+ + le → Ag, +0’80 V
Cd++ + 2e → Cd, −0,39 V.
•
1’19
156. Calcular la cantidad de electricidad que se necesita para obtener en electrolisis de agua acidulada
con sulfúrico 4 litros de oxígeno medidos a 17 ºC y presión de 70 cm de Hg. ¿Qué volumen de
hidrógeno se obtiene en las mismas condiciones?
•
59802, 8
157. Se desea depositar en el cátodo el cobre contenido en un litro de disolución 2 M de sulfato de
cobre. Calcular:
a)
La cantidad de electricidad que se necesita.
b)
Lo mismo, cuando se quiere precipitar el cinc contenido en un litro de disolución 0’2 N de
cloruro de cinc.
•
386000, 19300
158. A través de dos cubas electrolíticas que contienen nitrato de plata y ácido clorhídrico se hace
pasar la misma corriente eléctrica, depositándose 0'100 g de plata en la primera cuba. Calcular
los volúmenes de hidrógeno y de cloro medidos en c.n., que se liberan en la segunda. Haga un
esquema del montaje necesario. Datos: Pesos atómicos: Ag=107'870, Cl=35'453, H=1'008.
•
10’38, 10’38
159. Tenemos dos cubas electrolíticas que contienen disoluciones acuosas de AgNO3 y de H2SO4,
respectivamente. Al pasar una corriente eléctrica simultánea por ambas, en la primera se
depositan 0'093 g de plata, ¿qué volumen de H2, medido en condiciones normales se desprende
en la segunda?
•
9'65 cc.
160. Una disolución acuosa de CuSO4 se electroliza con una corriente continua y constante de 2 A.
¿Cuánto tiempo será necesario para que se depositen en el cátodo 254 g de cobre metálico?
•
385757 s = 4’46 días
161. Un metal se disuelve en HCl y la disolución resultante se electroliza con una corriente constante
de 3 A durante 20 minutos, obteniéndose en el cátodo un depósito metálico de 1'742 g. Calcular
el peso equivalente del metal.
•
46’69
REACCIONES DE PRECIPITACIÓN
162. Calcular el volumen de la disolución 0’1 M de NO3Ag que se necesita para reaccionar
exactamente con: a) 0’20 g de NaCl. b) 100 cc de Na2S 0’1 M.
•
0’034 L, 0’2 L
163. Calcular el producto de solubilidad de las sustancias que se indican, conocida su solubilidad:
a)
CaSO4: 5.10−3 mol/l
b)
PbI2: 1’4.10−3 mol/l
c)
PbF2: 0’53 g/l
•
2’5.10−5, 1’097.10−8, 4.10−8
164. El producto de solubilidad del (IO3)2Pb, a 25 ºC, vale Ps=2’56.10-13. Calcúlese la solubilidad de
dicha sal en agua pura expresada en g/l y en mol/l. Masa atómicas: Pb=207; I=127; O=16.
•
0’022, 4.10−5
165. Conocido el producto de solubilidad del AgCl (1’6.10−10), Mg(OH)2 (1’1.10−12) y BaCO3
(1.10−9), calcular su solubilidad en mol/l y en g/l.
•
1’26.10−5, 1’8,10−3; 6’5.10−5, 3’789,10−3; 3’16.10−5, 6’23.10−3
166. A 25 ºC la solubilidad del fluoruro bárico en agua pura es de 1’315 g/l. Calcular:
a)
La molaridad.
b)
La normalidad.
c)
El producto de solubilidad.
d)
La solubilidad, en mol/l, del fluoruro bárico en una solución acuosa de clorito bárico que
contiene un mol/l de esta última sustancia. Datos: masa atómicas: F=19; Ba=137’3.
•
7’5.10−3, 0’015, 1’68.10−6, 6’49.10−4
167. A la temperatura de 18 ºC una disolución acuosa de Mg(OH)2 contiene 0’014 mg/cc de este
hidróxido. Calcular:
a)
E1 Ps del Mg (OH)2.
b)
El pH de la solución
c)
Los cc de solución 0’01 N de NaOH que hay que añadir a un litro de SO4Mg 0’1 M para que
se inicie la precipitación de Mg (OH)2? E1 SO4Mg está ionizado 37 %.
•
5’54.10−11, 10’68, 3’88
168. Se dispone de una disolución de nitrato de plata; 20 cc de esta disolución producen 0’56 g de
precipitado al tratarlos con cantidad suficiente de ácido clorhídrico. Calcular:
a)
La concentración molar de la disolución de nitrato de plata.
b)
E1 numero de gramos de esta sal contenidos en un litro de la misma.
•
0’195, 33’17
169. Calcular la solubilidad del CrO4Ag2 en una solución 0’01 N de NO3Ag, siendo Ps CrO4Ag2 =
2.10−12.
•
2.10−8
170. a)
Si el producto de solubilidad del ClAg es de 1’2.10−10, ¿tendrá lugar la precipitación del
ClAg al añadir 25 cc de solución 0’2 M de NO3Ag a 25 cc de solución 0’2 N de ClH,
considerando totalmente disociados ambos elementos? Justifica la respuesta
Si diluirnos las soluciones anteriores hasta la concentración 10−5 M, ¿se formara precipitado
de ClAg al mezclar los volúmenes indicados en el apartado anterior? Justifique la respuesta.
¿Cuál deberá ser la [Cl−] para que al mezclar su solución en otra de Ag+ 6.10−3 M precipite el
ClAg?
Precipita, No precipita, 2.10−8
b)
c)
•
171. Se disuelven 3’80 g de una muestra de sal de cocina hasta 100 ml de disolución. Se toman 20 cc
de esta disolución, a los que se añade exceso de disolución acuosa de nitrato de plata. El peso de
precipitado obtenido, una vez lavado y seco, es de 1’722 g.
a)
Escríbase la reacción química representativa del proceso de precipitación.
b)
Calcúlese el porcentaje de impurezas que contiene la sal de cocina analizada.
Datos: Masa atómicas: Cl=35’5; Na=23; N=14; O=16; Ag=107’9.
•
7’63%
172. ¿Precipitará Zn(OH)2 cuando a 150 cc de disolución 0'001 M de ZnCl2 se le añaden 50 cc de
disolución 0'001 M de NaOH? Ks=1'8.10-14.
•
Sí
173. Calcular las concentraciones de los iones Ag+ y CrO42- en una disolución saturada de cromato de
plata, sabiendo que su producto de solubilidad es 1'9.10-12.
•
1’56.10−4, 7'8.10−5
174. La solubilidad del fluoruro de bario en agua pura es de 1'30 g/l, a 25 ºC. Calcular, a esta
temperatura: a) el producto de solubilidad del BaF2; b) la solubilidad del BaF2 (en mol/l) en una
disolución acuosa 1 M de BaCl2.
•
1'63.10-6, 6'38.10−4
175. El producto de solubilidad del hidróxido magnésico es 1'2.10-11, a 25 ºC. Calcular la solubilidad
(en g/l) de dicho hidróxido: a) en agua pura; b) en una disolución de hidróxido sódico de pH=12.
•
8'4.10−3 g/l, 7.10−6 g/l
176. Cuando a 100 cc de disolución 0'01 M de MgCl2 se le añaden otros 100cc de disolución 0'001 M
de NaOH, ¿precipitará Mg(OH)2? Ks=1'2.10-11
•
Precipita
177. La Ks del fluoruro cálcico es 3'9.10-11. ¿Cuáles la solubilidad de esta sustancia en agua,
expresando el resultado en g/l?.
•
0’0166
178. Se tiene una disolución de ión plata a la que se añade ión cromato hasta que la concentración de
éste es 10-3 molar. ¿Qué concentración de ión plata quedará entonces en la disolución si el
producto de solubilidad del cromato de plata vale 10-12 ?.
•
3’16.10−5
179. El producto de solubilidad, a 25 ºC, del sulfato de plomo(II) vale 1'8.10-8. Calcúlese la
solubilidad expresada en g/l de dicha sal: a) En agua pura. b) En una disolución 0'1 M de nitrato
de plomo(II).
•
0’04, 5’45.10−5
180. El producto de solubilidad del hidróxido de magnesio es 3'4.10-11. a) Calcular su solubilidad en
agua. b) ¿Cuál es la concentración de iones OH- en la disolución saturada?. c) Calcular la
solubilidad del hidróxido de magnesio en una disolución básica, cuando el pH final es 12.
•
2’04.10−4, 4’08.10−4, 3’4.10−7
181. Sabiendo que el producto de solubilidad del Pb(OH)2 es 2'5.10-13, calcule: a) Su solubilidad,
•
expresada en mol/L. b) El pH de la disolución saturada.
3’968.10−5, 9’9
ORGÁNICA
182. Un hidrocarburo gaseoso contiene 83,75 % de carbono. Se sabe, además, que un litro de este gas
pesa 2,58 g en condiciones normales. Hallar la fórmula empírica de este hidrocarburo, y las
posibles fórmulas desarrolladas del mismo.
•
C4H10
183. La combustión de 2,8 litros de un hidrocarburo, gaseoso, de formula general CnH2n da un peso de
agua igual a 9 g ¿Cuál es la formula del hidrocarburo?
•
C4H8
184. Deshidratando propanol con ácido sulfúrico se obtiene propeno. ¿Qué volumen de propeno, en
c.n., obtendremos con 10 g de propanol del 80 %.
•
2’98 L
185. Una mezcla de 2,7 litros de propano y butano se somete a combustión completa, gastándose en el
proceso 72,85 L de aire, que posee un contenido del 21 % volumétrico en oxigeno. Si los gases
se miden en condiciones normales, hallar la composición de la mezcla.
•
1’5 L, 1’2 L
186. Una bombona de butano contiene 20 kg de gas. Calcular:
a)
El calor desprendido al quemar los 20 kg de butano, si se desprenden 635,3 Kcal/mol.
b)
El volumen de aire medido a 17° C y 1 atm de presión que se requiere en el proceso, si la
composición volumétrica del oxigeno en el aire es del 20 %.
c)
La composición volumétrica de los gases formados en la combustión.
•
2’19.105 kcal, 266500 L, 44’44% y 55’55%
PROBLEMAS DE QUÍMICA (186) ...........................................................................1
LA TRANSFORMACIÓN QUÍMICA.................................................................................................1
GASES Y COMPOSICIÓN CENTESIMAL ...................................................................................1
DISOLUCIONES..............................................................................................................................3
ESTEQUIOMETRÍA........................................................................................................................5
ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS .......................................................................7
ENLACE QUÍMICO ............................................................................................................................7
ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS ...............................................................................7
EQUILIBRIO QUÍMICO .....................................................................................................................9
REACCIONES ÁCIDO-BASE ..........................................................................................................11
REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN .............................................................................13
REACCIONES DE PRECIPITACIÓN ..............................................................................................16
ORGÁNICA........................................................................................................................................18