1 Hemos puesto un trozo de sodio en agua y ha reaccionado

1
Hemos puesto un trozo de sodio en agua y ha reaccionado violentamente desprendiendo hidrógeno. ¿Se
ha oxidado o reducido el sodio?
Solución:
sodio se oxida ya que pasa a la disolución como ión positivo.
2
Distinguir entre disolución diluida y saturada. ¿Puede una disolución ser a la vez diluida y saturada?
Solución:
Una disolución diluida tiene muy poca cantidad de soluto disuelto. Por tanto, puede ser a la vez saturada cuando la
solubilidad del soluto es muy pequeña.
3
La concentración de alcohol (etanol) en las bebidas alcohólicas se reconoce por su graduación, la cual
equivale a un % en volumen. Completar:
a) Un grado de alcohol corresponde a 1 mL de alcohol puro en ____________________ de vino.
b) Una botella de vino de ¾ de litro cuya etiqueta marca 12,5º tiene __________________ mL de alcohol
puro.
c) Una botella de ginebra de 1 litro contiene 380 mL de alcohol puro por lo que su etiqueta marcará _______
grados.
Solución:
a) Un grado de alcohol corresponde a 1 mL de alcohol puro en 100 mL. de vino.
b) Una botella de vino de ¾ de litro cuya etiqueta marca 12,5º tiene 93,75 mL de alcohol puro.
c) Una botella de ginebra de 1 litro contiene 380 mL de alcohol puro por lo que su etiqueta marcará 38 grados.
4
Completar las frases siguientes:;
a) Las reacciones entre ácidos y bases se les llama __________________________________.
b) En ellas se obtiene ____________ y agua.
c) Una molécula de hidróxido de aluminio se neutraliza con _______________ de ácido clorhídrico.
Solución:
a) Las reacciones entre ácidos y bases se les llama REACCIONES DE NEUTRALIZACIÓN.
b) En ellas se obtiene SAL y agua.
c) Una molécula de hidróxido de aluminio se neutraliza con 3 MOLÉCULAS de ácido clorhídrico.
5
Decir si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
+
2+
+
a) En la ecuación: Cu - 1e → Cu , el ion Cu se oxida.
b) En la ecuación: Cl2 + 2e → 2 Cl , el cloro se oxida.
c) En la reacción: C + CO2 → 2 CO, el C se oxida.
Solución:
a) Verdadera
b) Falsa
c) Verdadera.
6
Dado el proceso:
2+
Fe + F2 → Fe + 2 F
completar las frases siguientes:
a) El que ha perdido electrones es el ________ por tanto se ________.
b) El agente reductor a su vez se ________ y es el ______.
c) La especie reducida es ______ por tanto ha ________ electrones.
Solución:
a) El que ha perdido electrones es el Fe por tanto se OXIDA.
b) El agente reductor a su vez se OXIDA y es el Fe.
c) La especie reducida es F2 por tanto ha GANADO electrones.
7
¿Qué sustancias provocan la acidez de estómago? ¿Qué otras sustancias se utilizan para combatirla?
Solución:
Las sustancias ácidas, lógicamente, pueden provocar acidez de estómago o aquellas que lo liberan en su proceso
de digestión. Se combate con sustancias básicas como el tradicional bicarbonato sódico.
8
Se disuelven 23 g de sal común en 500 g de agua pura. ¿Cuál es su concentración en % en peso?
Solución:
100
523
Disolución: 23 ·
9
= 4,4 % en peso
Completar la tabla con sus unidades:
20 mL de HCl 0,2 M
V · ca
V · c a · nH
20 mL de H2SO4 0,2 M
Solución:
20 mL de HCl 0,2 M
-3
-3
20·10 · 0,2 = 4 · 10 moles de ácido
-3
+
4 · 10 · 1 = moles de H .
V · ca
V · c a · nH
20 mL de H2SO4 0,2 M
-3
-3
20·10 · 0,2 = 4 · 10 moles de ácido
-3
-3
+
4 · 10 · 2 = 8 · 10 moles de H .
3
10 Se tratan 150 cm de disolución 2M de cloruro sódico con otra disolución de nitrato de plata,
obteniéndose un precipitado insoluble de cloruro de plata, según el proceso:
NaCl (aq) + AgNO3 (aq) → AgCl (↓) + NaNO3 (aq)
a) ¿Cuáles son los iones que aparecen cuando esas sustancias se ponen en disolución?
b) ¿Qué cantidad de precipitado se obtiene?
Solución:
+
+
a) Los iones son: Na , Cl , Ag y NO3 .
b) 2M = nº moles/V = nº moles/0,15 litros
De donde salen 0,3 moles de NaCl.
De ahí resultan 0,3 moles de AgCl = 0,3 · 143,4 = 43 g.
11 Generalmente habrás comprobado en tu experiencia cotidiana que las sustancias se disuelven mejor en
caliente que en frío.
a) Analiza los siguientes datos y extrae una conclusión:
SOLUBILIDAD (gramos de soluto /litro de agua a 1 atm)
O2
CO2
0 ºC
0,07
3,3
10 ºC
0,04
1,7
40 ºC
0,03
1
60 ºC
0,02
0,6
b) ¿Cuántos gramos de CO2 se desprenden de una garrafa de 5 litros de bebida carbónica al subir la
temperatura de 20º a 40º?
Solución:
En la tabla se observa que la solubilidad de los gases, al contrario que la mayoría de los sólidos, disminuye con
la temperatura.
En este caso vemos que hay 1,7 g/litro de dióxido de carbono disuelto a 20 ºC. Al aumentar a 40 ºC sólo queda 1
g/litro, es decir que se han ido 0,7 g/litro. Se desprenderán en total: 0,7 · 5 = 3,5 gramos.
12 Un átomo A gana 2 electrones. ¿Se oxida o se reduce? Escribir el proceso.
Solución:
El átomo se reduce.
2A + 2e → A
+
13 ¿Dónde hay más iones H , en 10 mL de HCl 0,1 M o en 5 mL de H2SO4 0,1 M?
Solución:
Habrá los mismos ya que el clorhídrico aporta sólo un ion por molécula por lo que necesita el doble de volumen
para aportar lo mismo.
14 Se pesan 4 g de lentejas de NaOH(s) y se disuelven en un poco de agua destilada. Luego se enrasa el
matraz hasta 500 mL. Seguidamente se prepara una disolución de HCl 0,1 M.
a) ¿Cuál es la molaridad de la primera disolución?
b) Si hacemos reaccionar 10 mL de la disolución de NaOH con HCl (aq), ¿qué cantidad de este último se
gastará para conseguir la neutralización total?
Solución:
4 / 40
= 0,2
0,5
M=
M
La neutralización será:
V·M·nH = V·M·nOH
10·0,2 = V · 0,1
De donde sale: V = 20 mL
15 ¿Se puede decir que la reducción consiste en la disminución de oxígeno en una sustancia? Poner
ejemplos.
Solución:
Sería una afirmación correcta pero incompleta. Algunas sustancias que tienen oxígeno se reducen al perderlo,
en efecto.
Por ejemplo: FeO → Fe + ½ O2
El hierro se ha reducido al perder oxígeno de su molécula.
Sin embargo hay otros procesos en que todo ocurre idénticamente y no hay oxígeno.
Por ejemplo: FeS → Fe + S
16 ¿Cuántos gramos de ácido nítrico se necesitan para neutralizar 40 g de hidróxido de aluminio?
Escribir y ajustar el proceso de neutralización.
Solución:
Al(OH)3 + 3 HNO3 → Al(NO3)3 + 3 H2O
40
78
Moles de hidróxido:
= 0,51 moles.
Moles de ácido necesarios: 0,51 · 3 moles
Es decir: 0,51 · 3 · 63 = 96,92 g de HNO3
17 ¿Qué diferencia aprecias entre los procesos siguientes?
+
a) HCl (aq) → H (aq) + Cl (aq)
+
b) HCl (aq) + H2O (l) → H3O (aq) + Cl (aq)
+
¿Cuántos iones H (aq) se obtienen de 1 mol de HCl (aq)?
Solución:
a) Se trata de un simple proceso de disociación iónica.
b) En este caso, los iones hidrógeno reaccionan efectivamente con el agua (así ocurre en disolución) y forman el
ion hidronio que es el que en verdad se desplaza por la disolución.
23
+
Con 1 mol de HCl se obtiene 1 mol de iones, es decir: 6,02·10 iones H .
18 Se han preparado tres disoluciones diferentes de nitrato potásico. Completar la tabla siguiente:
Volumen de
gramos de
moles de
Concentración
disolución
M
KNO3
KNO3
(g/litro)
(mL)
1.4g
125
2.0,8
3.-
2 000
0,25
Solución:
1.2.3.-
gramos de
KNO3
moles de
KNO3
4g
20,22
50,55
0,04
0,2
0,5
Volumen de
disolución
(mL)
125
250
2 000
M
0,32
0,8
0,25
Concentración
(g/litro)
0,032
80,88
25,275
19 ¿Se podría hablar de concentración molar del agua pura?
Solución:
A efectos de cálculo podría hacerse lo siguiente:
1 000
18
= 55,56 moles, luego se trata de una concentración 55,56 M.
1 000 g de agua pura son:
Sin embargo el concepto no tiene sentido puesto que no se trata de una disolución verdadera y la interpretación es
muy forzada.
20 Tenemos una disolución de nitrato de plata y se introduce en ella una lámina de cobre.
a) La disolución era inicialmente incolora y se va tornando azul. ¿Por qué?
b) La lámina de cobre se oscurece. ¿Por qué?
c) Escribir los procesos redox que tienen lugar.
d) Explicar en qué consiste el plateado de un metal.
Solución:
a) Los iones cobre pasan a la disolución y la colorean de azul (color que adoptan muchas sales de cobre).
b) La lámina de cobre se oscurece porque se recubre de plata reducida.
2+
c) Cu - 2e → Cu
+
Ag + 1e → Ag
d) Consiste en recubrir un objeto metálico de una fina capa de plata metálica. Se hace mediante electrólisis de una
disolución de nitrato de plata en la que el cátodo es el objeto que se desea recubrir. El nombre genérico del
proceso es “galvanostegia”.
21 Se tratan con HCl concentrado 250 g de piedra caliza con una riqueza del 80 % en carbonato cálcico y
tiene lugar el siguiente proceso:
CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
a) Ajustar la reacción.
b) ¿Qué volumen de ácido ha sido necesario para que reaccione completamente el carbonato si hemos
3
usado un clorhídrico comercial de 35 % de riqueza en peso y densidad 1,18 g/cm .
Solución:
CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Cantidad de carbonato: 0,8 · 250 = 200 g
200
100
Que son:
= 2 moles de carbonato.
Necesitan para reaccionar: 4 moles de HCl, es decir: 4· 36,5 = 146 g de HCl puro.
Si 100 g de HCl comercial tienen 35 g de HCl puro,
Tomaremos “x” g del comercial para tener 146 g de HCl puro.
Resultan: x = 417,14 g
m 417,14
V =
=
=
d
1,18
Es decir:
353,5 mL de HCl comercial.
22 Tenemos un vinagre con una concentración del 6 % en volumen de ácido acético (CH3 - COOH) y cuya
densidad es de 1 g/mL.
+
a) ¿Cuántos moles de iones H habrá en 20 mL de vinagre?
b) ¿Cuál será la concentración molar del vinagre?
c) ¿Qué volumen de NaOH 0,4 M hará falta par neutralizar los 20 mL de vinagre?
Solución:
a) 20 mL de vinagre · 0,06 = 1,2 mL de ácido.
Que son: 1,2 · 1 = 1,2 g.
Es decir: 1,2/60 = 0,02 moles
b) Concentración: M = 0,02/0,020 = 1 M
c) 20 · 1 = V · 0,4
V = 50 mL
23 En una cuba electrolítica se produce la electrólisis del cloruro de litio fundido:
a) Escribe las reacciones del proceso. ¿Qué productos se obtienen?
b) Durante cuánto tiempo hay que hacer circular una corriente de 10 A para que se depositen 4,3 g de litio.
Solución:
a) 2 Cl - 2e → Cl2
+
2 Li + 2e → 2 Li
23
b) Calculamos los átomos de litio: 4,3/6,94 · NA = 3,73 · 10 átomos o electrones intercambiados.
23
-19
Que son: 3,73 · 10 · 1,6·10 = 59 679,5 C.
Q = I·t; 59 679,5 = 10 t
De donde: t = 5 967,9 s = 99,5 minutos.
24 Se dispone de unas aguas residuales de laboratorio que contienen nitrato de oro (I) de concentración 0,002
M y se quiere saber si vale la pena recuperarlas. ¿Qué cantidad máxima de oro se puede sacar de 1,2 litros
de esas aguas?
Solución:
V · M = 1,2 · 0,002 = 0,024 moles de nitrato de oro.
0,024 · 259 = 6,216 g
Para calcular la cantidad de oro veamos la parte de oro que hay en el nitrato:
En 259 g de nitrato hay 197 g de oro,
En 6,216 g habrá “x” gramos de oro.
De donde sale: 4,73 g. de Au.
25 ¿De cuántos modos pueden unirse entre sí un átomo de carbono y otro de nitrógeno?
Solución:
El número de oxidación 3 para el nitrógeno nos daría las siguientes posibilidades:
26 Añadir los enlaces necesarios para que las siguientes cadenas estén bien formadas:
Solución:
Quedaría así:
27 ¿De cuántos modos pueden unirse entre sí un átomo de carbono y otro de oxígeno?
Solución:
Habrá que respetar las limitaciones impuestas por el número de oxidación del oxígeno:
28 ¿De cuántos modos pueden unirse entre sí dos átomos de carbono?
Solución:
Las posibilidades son las que se derivan de su tetravalencia:
29 Completar las frases:
a) Los compuestos que tienen sólo C y H se llaman ________________.
b) Las cadenas de hidrocarburos pueden ser lineales, ________________ o _______________.
c) Los hidrocarburos de cadena abierta se dividen en ____________, ______________ y _____________.
Solución:
a) Los compuestos que tienen sólo C y H se llaman HIDROCARBUROS.
b) Las cadenas de hidrocarburos pueden ser lineales, RAMIFICADAS o CÍCLICAS.
c) Los hidrocarburos de cadena abierta se dividen en ALCANOS, ALQUENOS y ALQUINOS.
30 ¿De qué modo dispone el carbono sus 6 electrones en los niveles. ¿Cuántos de ellos son electrones de
valencia?
Solución:
Símbolo
Z
C
Quedaría así:
6
n=1
2
Niveles de energía
n=2
n=3
4
n=4
Electrones de valencia
4
31 Terminar las frases:
a) Los alcanos se caracterizan porque ____________________________________.
b) Hidrocarburos saturados son ___________________________________________.
c) A los demás se les llama ___________________________________ y son alquenos y alquinos.
Solución:
a) Los alcanos se caracterizan porque ESTÁN UNIDOS MEDIANTE ENLACES SENCILLOS.
b) Hidrocarburos saturados son LOS QUE ESTÁN UNIDOS MEDIANTE ENLACES SENCILLOS, ES DECIR
LOS ALCANOS.
c) A los demás se les llama HIDROCARBUROS INSATURADOS y son alquenos y alquinos.
32 Relacionar con flechas ambas columnas:
PropEt-
ciclobut-eno
Solución:
C-C
C=C
C3
Puestos en orden sería:
PropEtciclobut-eno
C3
C-C
C=C
33 Formular los siguientes hidrocarburos:
a) 1,4-hexadieno
b) dimetilpropano
c) 2,3-dimetilbutano
d) 2,4-hexadiino
e) 2,3,5,6-tetrametilnonano
Solución:
34 Poner hidrógenos a los siguientes esqueletos carbonados (en cada vértice de b) hay un carbono).
Solución:
35 Localizar la afirmación correcta:
a) Los isómeros tienen el mismo número de carbonos y las mismas propiedades físicas.
b) El butano y el metil butano son dos isómeros.
c) Los isómeros tienen la misma fórmula molecular y distinta fórmula estructural.
d) Los compuestos
CH3 - CH2 - CH2 - CH3
H2C
CH2
H2C
CH2
son isómeros.
Solución:
Es correcta la c).
36 Completar las frases referidas al estado de agregación de los hidrocarburos:
a) Los octanos, a temperatura ambiente, son _________________.
b) Una parafina de 90 carbonos será _________________.
c) Son gases a temperatura ambiente las cadenas de ____________________.
Solución:
a) Los octanos, a temperatura ambiente, son LÍQUIDOS.
b) Una parafina de 90 carbonos será SÓLIDA.
c) Son gases a temperatura ambiente las cadenas de C1 a C4.
37 ¿Cuáles son los productos de la combustión de un hidrocarburo?
Solución:
Un hidrocarburo al arder nos da siempre dióxido de carbono y agua.
38 Nombrar los siguientes hidrocarburos:
Solución:
39 Dados los siguientes compuestos:
a) ¿Cuáles son isómeros y cuál es su fórmula molecular?
b) ¿Cuáles son el mismo compuesto y por qué?
Solución:
a) Son isómeros el 1, 2, 3, 4, 6. Fórmula molecular: C5H12.
b) El 2 y 3 son el mismo compuesto, en un caso se numeraría por la derecha y en otro por la izquierda.
40 Escribir dos isómeros del compuesto:
CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3
Solución:
41 Escribir la reacción de combustión del butano.
¿Qué cantidad de oxígeno, medido en C.N., consume una botella de 14 kg de butano al quemarse
completamente?
Solución:
C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
Moles de butano: 14 000/58 = 241,38
Consume: 241,38 · 13/2 = 1 569 moles de oxígeno.
Es decir: 1569 · 22,4 = 35 144,8 litros de oxígeno en C.N.
42 Observa los datos y extrae una conclusión:
C3
- 187ºC
Temperatura de fusión
C6
- 95ºC
C18
28ºC
Solución:
Los puntos de fusión y ebullición (y también la densidad) aumentan con la longitud de las cadenas. Los
compuestos ligeros son gases y los pesados son sólidos.
43 a) Escribir la reacción de combustión del pentano.
b) Si tiene densidad 0,6 g/cc, ¿cuántos gramos, moles y moléculas hay en 1 litro?
Solución:
a) C5H12 + 8 O2 → 5 CO2 + 6 H2O
b) 1 litro serán 0,6 kg, es decir 600 g
Moles: 600/72 = 8,3 moles
23
24
Moléculas = 8,3 · 6,02 · 10 = 5 · 10 moléculas
44 Decir si son verdaderas o falsas:
a) El compuesto C6H12 tiene de fórmula empírica CH2.
b) La fórmula molecular de CH3 - CH2 - CH2 - CH3 es C4H10.
c) La molécula de celulosa puede llegar a tener 15 000 átomos de carbono.
Solución:
Todas son verdaderas.
45 a) ¿Cuál es la fórmula molecular y semidesarrollada del siguiente compuesto sabiendo que en los demás
vértices hay átomos de carbono?
b) ¿Cuál es su masa molecular?
c) ¿Por qué se llama “heterociclo”?
Solución:
a) Fórmula molecular: C4H8O.
b) Mm = 72 u
c) Se llama “hetero” porque uno de los vértices del ciclo está ocupado por “otro” átomo distinto del carbono.
46 El siguiente cuadro está desordenado. Poner cada compuesto en su lugar.
Compuesto
Tipo de cadena
Fórmula
semidesarrollada
C5H10
ramificada
CH2 CH2 CH3
C5H12
ciclo
H2
C
H2 C
H3C
H2 C
Solución:
Compuesto
C5H10
C4H10
lineal
CH3
CH2
CH2
C5H12
H3 C C
CH3
CH3
C4H10
Tipo de cadena
ciclo
ramificada
H2
C
Fórmula
semidesarrollada
H2C
H2C
CH3
CH2
CH2
H3C
C
CH3
CH3
lineal
CH2 CH2 CH3
H3C