Boletín Selectividad Reacciones Redox Curso ºBachillerato Problemas de Selectividad 1.2.3.- 4.- Ajusta la reacción de redox: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O. Ajusta la siguiente reacción, en forma molecular , por el método del ión-electrón: HgS + HNO3 → HgSO4 + NO + H2O. Supón que se construye una pila basada en los pares Zn2+/Zn y Ag+/Ag a. Escribe la reacción espontánea y calcula el potencial de la pila. b. Dibuja dicha pila e indica en el esquema: el elemento que actúa como ánodo y el que lo hace como cátodo así como las semirreacciones que DATOS: Eo (Zn2+/Zn) = - 0,76 V; Eo (Ag+/Ag) = 0,80 V. transcurren en cada uno de ellos. En disolución acuosa, en medio ácido, el permanganato de potasio reacciona con peróxido de hidrógeno para dar iones manganeso (II) , oxígeno y agua. a. Ajusta la reacción por el método del ión-electrón e indica quién es el oxidante y quién el reductor. b. Calcula el número de moles de permanganato de potasio necesarios para obtener 2 L de oxígeno medidos en condiciones normales Resultado: b) 0,036 moles KMnO4. El dicromato potásico (K2Cr2O7 ), en medio ácido, oxida los iones cloruro hasta cloro reduciéndose a cromo (III). a. Escribe y ajusta por el método ion-electrón la ecuación iónica que representa el proceso anterior. b. Calcula cuántos litros de cloro, medidos a 20 °C y 1,5 atm se pueden obtener si 20 mL de dicromato potásico 0,2 M reaccionan con un exceso de Resultado: b) V = 0,19 L. cloruro potásico en medio ácido. 6.- Dadas las siguientes reacciones: NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O y Cu + Cl2 → CuCl2. CH4 + O2 → CO2 + 2 H2O a. Justifica si todas son de oxidación-reducción. b. Identifica el agente oxidante y el reductor donde proceda. 7.- Las reacciones acuosas del ácido cloroso, no son estables y se descomponen espontáneamente dando ácido hipocloroso, HClO, e ión clorato, ClO31-. a. Escribe y ajustada por el método del ión-electrón para este proceso. b. Indica la especie que se oxida y la que se reduce. 8.- A partir de los siguientes potenciales normales justifica la espontaneidad de la reacción: Eo(HClO2/HClO)=1,65V;Eo(ClO31-/HClO2)=1,21V. 9.- Para la reacción KMnO4(aq)+HCl(aq)→MnCl2(aq)+KCl(aq)+Cl2(g)+H2O(l) a. Ajústela, en forma molecular, por el método ión-electrón. b. Determina el peso equivalente del agente oxidante. c. Calcule que volumen de Cl2, a 700 mm Hg y 30ºC, que se obtiene al hacer reaccionar 150 ml de HCl del 35% de riqueza y densidad 1,17 g/cm3 con la cantidad necesaria de KMnO4. Resultado: b) 31,62 g; c) V = 14,19 L. 10.- En disolución ácida el clorato potásico, KClO3, oxida al cloruro de hierro (II) a cloruro de hierro (III), quedando él reducido a cloruro de potasio y agua. Ajusta la reacción por el método del ión-electrón y calcula el número de electrones transferido. 11.- Dados los potenciales normales de reducción E o (Pb2+/Pb) = -0,13V y Eo(Zn2+/Zn)=- 0,76V: a. Escribe las semirreacciones y la reacción ajusta da de la pila que se puede formar. b. Calcula la f.e.m. de la misma. Resultado: b) Eopila = 0,63 V. 5.- Colegio San José Departamento de Física y Química D. Francisco Sánchez Boletín Selectividad Reacciones Redox Curso ºBachillerato 12.- Ajusta, en forma molecular, por el método del ión-electrón: Cr2(SO4)3 + KClO3 + KOH → K2CrO4 + KCl + K2SO4 + H2O 13.- En las siguientes reacciones: 14.- 15.- 16.- 17.- 18.- ClO-Cl-; Mn2+ MnO4-, SO42-SO2; Ag+Ag; a. ¿Cuáles corresponden a una oxidación y cuáles una reducción? b. ¿Cuál es la variación en el número de oxidación de azufre, plata, cloro y manganeso? c. ¿Qué especie de cada semirreacción es la oxidante? La siguiente reacción tiene lugar en medio ácido: Cr2O72– + C2O42– → Cr3+ + CO2. a. Ajústala por el método del ión-electrón. b. Calcula el volumen de CO2, medido a 700 mm de Hg y 30 º C, que se obtendrá al reaccionar 25,8 mL de una disolución de K2Cr2O7 0,02 M con exceso de ión C2O42– . Dada la siguiente reacción en disolución acuosa : KMnO4 + KI + H2SO4 → I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O. a. Ajusta la reacción, en forma molecular, por el método del ión-electrón. b. Calcula los litros de disolución 2 M de KMnO4 necesarios para obtener 1 kg de I2. Resultado: b) V (KMnO4) = 785 mL. Para valorar una muestra de nitrito de potasio impuro se disuelve ésta en 100 mL de agua, se acidula con ácido sulfúrico y se valora con KMnO4 0,1 M, gastándose 5 mL de la misma. Sabiendo que el nitrito pasa a nitrato y que el permanganato a ión Mn2+ a. Escribe y ajusta por el método del ión-electrón la reacción redox que tiene lugar. b. Determina el porcentaje de nitrito de potasio en la muestra inicial, si su masa era de 0,125 g. Resultado: b) 84,8 %. Los potenciales estándar de reducción de los pares Zn2+/Zn y Fe2+/Fe son –0.76 y – 0.44 V, respectivamente. a. ¿Qué ocurrirá si a una disolución de sulfato de hierro (II) se le añaden trocitos de Zn b. ¿Y si se le añaden limaduras de Cu? DATOS: Eo(Cu2+/Cu) = 0,34V. El ácido nítrico oxida el Cu a Cu2+ , y se desprenden vapores nitrosos. a. Escribe la reacción, ajustándola por el método ion-electrón y suponiendo que el único gas que se desprende es el monóxido de nitrógeno. b. Indica qué especie química es el oxidante y cuál esel reductor. c. Calcula la cantidad de ácido nítrico 2 M necesario para disolver 5g de cobre. Resultado: b) 13,23 g HNO3. 19.- Dados los potenciales normales Eo (Cl2/Cl– ) = 1,36 V, Eo (Br2/Br– ) = 1,0 V y Eo(I2/I– ) = 0,53 V. Predecir qué sucedería si se añade Br2 a una disolución acuosa de NaI y otra de NaCl a 25ºC. Escribe la(s) reacción(es) química(s) espontánea(s). 2+ + 20.- Calcula la fuerza electromotriz de la pila Cd (s)/Cd (1M)//Ag (1 M)/Ag (s). Los o + potenciales de reducción de electrodos son E (Ag /Ag) = 0,80 V y Eo(Cd2+/Cd) = ,40 V. Indica las reacciones que tienen lugar en cada electrodo y el proceso total. Resultado: Eopila = 1,20 V. Colegio San José Departamento de Física y Química D. Francisco Sánchez Boletín Selectividad Reacciones Redox Curso ºBachillerato 21.- Dados los siguientes potenciales normales de reducción elige un agente reductor 22.23.- 24.- 25.- 26.- 27.- 28.- capaz de reducir Cd2+ a Cd pero no Mg2+ a Mg. Escribe la reacción global correspondiente. Eº(Fe3+/Fe2+)=0,77V;Eº(Cu2+/Cu)=0,34 V Eº(Cd2+/Cd) = – 0,40 V; Eº(Zn 2+/Zn) = – 0,77 V; Eº(Mn2+/Mn) = – 1,18 V; Eº(Mg 2+/Mg) = – 2,37 V; Eº(Ca 2+ /Ca)= – 2,87 V; Eº(K +/K) = – 2,93 V. Ajusta la siguiente reacción en forma molecular por el método del ión-electrón: I2 (s) + HNO3 (ac) → HIO3 (ac) + NO (g) + H2O (l). Si se construye una pila con los elementos Cu/Cu2+ y Al/Al3+, cuyos potenciales estándar de reducción son 0,34 y – 1,67 V, respectivamente: a. Escribe las reacciones que tienen lugar en cada uno de los electrodos. b. Reacción global en la pila. c. Haz un esquema de la pila indicando todos los elementos necesarios para su funcionamiento. d. ¿En qué sentido circulan los electrones? Sea la reacción sin ajustar: K 2Cr2O7 + KI + H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + I2 + H2O. Ajusta la reacción y calcula el volumen mínimo de dicromato de potasio 0,1 M que Resultado: V (K2Cr2O7) = 66 mL. se necesita para obtener 5 g de I2. Supón una celda voltaica espontánea (pila). Razona sobre la respuesta correcta a las siguientes preguntas: a. Los electrones se desplazan del cátodo al ánodo. b. Los electrones atraviesan el puente salino. c. La reducción tiene lugar en el electrodo positivo. Dada la siguiente reacción: KMnO4(ac)+SnCl2(ac)+HCl→SnCl4(ac)+MnCl2 (ac)+KCl (ac) + H2O (l). a. Ajústala por el método del ión electrón. Resultado: Eq = 59,35 g. b. Calcula el peso equivalente del agente reductor. Sabiendo los potenciales normales estándar de reducción siguientes: E o (MnO41/MnO2) = 0,59 V; Eo (Pb2+/Pb) = - 0,13 V; Eo (PbO2/Pb2+) = 1,45 V; Eo (H2O2/H2O) = 1,77 V; deduce, razonadamente y escribiendo la reacción ajustada, si: a. El permanganato puede oxidar el plomo elemental a plomo (II) en medio básico. b. El plomo (II) puede ser oxidado a plomo (IV) por agua oxigenada en medio ácido. En una cuba electrolítica se hace pasar una corriente de 0,7 A a través de un litro de disolución de AgNO3 0,15 M durante 3 horas. a. ¿Cuál es el peso de plata metálica depositada en el cátodo? ¿Cuál es la concentración de ión plata que queda finalmente en la disolución? b. Si en el ánodo se desprende oxígeno, dibuja el esquema de la cuba, el sentido de la corriente y calcula cuál es el volumen de oxígeno, medido en condiciones normales, que se desprende durante el proceso. 29.- Dados los potenciales estándar de Resultado: a) a = 8,46 g Ag; [Ag+] = 0,072 M; b) V = 0,439 L. reducción: Eo (Fe3+/Fe2+) = 0,77 V y Eo(Cr2O72- /2Cr3+) = 1,33 V: a. Justifica en qué sentido se producirá la reacción: Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+H2O+K2SO4→FeSO4+K2Cr2O7+H2SO4. b. Indica que especie actúa como agente oxidante y cuál como agente reductor. c. Ajusta la reacción, en forma molecular, por el método del ión electrón. Colegio San José Departamento de Física y Química D. Francisco Sánchez Boletín Selectividad Reacciones Redox Curso ºBachillerato 30.- Indica razonadamente qué sucederá cuando a una disolución de FeSO 4 se le añade Zn. DATOS: Eo (Fe2+/Fe) = 0,44 V; Eo (Zn2+/Zn) = – 0,76 V. 31.- Ajusta por el método del ión-electrón la reacción: HNO 3 + Cu → Cu(NO3)2 + NO + H2O, indicando, de forma justificada, las semirreacciones de oxidación y reducción, las especies oxidante y reductora. 32.- Ajuste la siguiente reacción, en forma molecular , por el método del ion-electrón: NaI (aq) + H2SO4 (aq) → H2S (g) + I2 (s) + Na2SO4 (aq) + H2O (l) 33.- Dada la reacción Sn + K2Cr2O7 + HCl → SnCl2 + CrCl3 + KCl + H2O. a. Ajusta la reacción, en forma molecular, por el método del ión-electrón. b. Determina las masas de SnCl2 y CrCl3 obtenidas a partir de 15 g de Sn puro y 45 g de K2Cr2O7. c. Determina la riqueza de una aleación de estaño si 1 g de la misma necesita 25 mL de K2Cr2O7 0,1 M para reaccionar completamente. Resultado: b) 26,59 g de SnCl4 y 48,5 g CrCl3; c) riqueza = 44,5 %. 34.- Para cada una de las siguientes electrólisis, calcula: 35.- 36.- 37.38.39.- 40.- 41.- a. La masa de cinc metálico depositada en el cátodo al pasar por una disolución acuosa de Zn 2+ una corriente de 2 amperios durante 30 minutos. b. El tiempo necesario para que se depositen 0,6 g de plata tras pasar por una disolución de iones plata una corriente de 2 A. Res: a) 1,22 g Zn; b) t = 4,468 minutos. Se tiene una disolución acuosa de sulfato de cobre (II). a. Calcula la intensidad de corriente que se necesita pasar a través de la disolución para depositar 5 g de cobre en 30 minutos. b. ¿Cuántos átomos de cobre se depositan? Res: a) 8,44 A; b) 4,74 · 1022 átomos Cu. A Determina la cantidad de electricidad necesaria para que se deposite en el cátodo todo el oro contenido en 1 L de disolución 0,1 M de cloruro de oro (III). B Calcula el volumen de cloro, medido a 740 mm Hg de presión y a una temperatura de 25 º C, que se desprenderá en el ánodo. Resultado: a) Q = 28.950 C; b) V (Cl2) = 3,76 L. Calcula la masa de níquel depositada en el cátodo en la electrolisis del NiCl2 fundido cuando pasa una corriente de 0,1 A durante 20 horas. Resultado: 211.356 g Ni. Calcula el tiempo necesario para producir 2,79 g de I2 en el ánodo al pasar una corriente de 1,75 A por una disolución de KI. Resultado: t = 1.211,41 s. Se tienen dos cubas electrolíticas conectadas en serie, la primera contiene una disolución de sulfato de níquel (II), y la segunda una disolución de nitrato de plata. Se hace pasar una corriente continua depositándose 0,650 g de plata. Calcula: a. Los gramos de níquel que se habrán depositado en la primera celda. b. La cantidad de corriente que habrá pasado a través de las cubas. c. El tiempo necesario para la deposición si por la pila circula una corriente de 2,5 amperios. Resultado: a) 0,177 g Ni; b) 581,325 C; c) 232,53 s. Para la pila formada por un electrodo de cobre, Eo (Cu2+/Cu) = 0,34 V, y otro de cinc, Eo (Zn2+/Zn) = -0,76 V: a. Calcula la f.e.m de la pila. b. ¿Cuál sería el polo positivo de la pila? Justifica la respuesta. c. Cuántos gramos de cobre se depositarán de una disolución de cobre (II), por la que pasa una corriente de 10A durante 1 hora.Res:a) Eopila =1,1 V; c) 11,85g Cu. Se tiene una disolución acuosa de sulfato de cobre (II). a. Calcula la intensidad de corriente que se necesita pasar a través de la disolución para depositar 5 g de cobre en 30 minutos. b. ¿Cuántos átomos de Cu se depositan? Resultado: a) 8,44 A; b) 4,74 · 1022 átomos Cu. Colegio San José Departamento de Física y Química D. Francisco Sánchez
