Cantidad de sustancia y reacciones químicas

Examen 1º Bachillerato

Cantidad de sustancia y reacciones químicas

Nombre y Apellidos: ______________________________________________________________________

Teoría (3 puntos)

Respuesta correcta: + 0,375; Respuesta incorrecta: - 0,125; Respuesta no contestada: 0

1. La molaridad y la normalidad de una disolución pueden tener el mismo valor, siempre que:

a. El disolvente sea el agua

b. La valencia del soluto sea 1

c. La valencia del disolvente sea 1

2. En una reacción química en la que todas las especies que intervienen son gaseosas:

a. Los volúmenes de las sustancias que intervienen guardan una proporción definida y constante

b. Los volúmenes de las sustancias que intervienen dependen de la presión y la temperatura

c. Las opciones a y b son correctas

3. En una reacción química entre reaccionantes en estado sólido, las sustancias que intervienen lo hacen:

a. En una cantidad determinada y constante de sus masas

b. En una proporción definida y constante de sus masas

c. De forma que el volumen total de los reactivos y productos permanezca constante

4. El peso molecular del ácido nítrico, HNO3, es:

a. 63 u

b. 63 g

c. Las opciones a y b son correctas

5. Un mol de una sustancia es:

a. La cantidad de la misma que contiene 6,022 × 1023 átomos

b. El peso molecular de la sustancia de la que se trate

c. Las opciones a y b son falsas

6. Si tomamos la mitad del volumen de una determinada disolución de un cierto soluto y le añadimos disolvente hasta recuperar el volumen inicial:

a. El número de moles de soluto se reduce

b. La concentración molar no varía

c. La concentración molar se reduce a la mitad

7. Una disolución:

a. Es una mezcla homogénea

b. Es una mezcla formada por dos o más sustancias puras en una determinada proporción

c. Las opciones a y b son correctas

8. El porcentaje de hierro en el sulfato de hierro, Fe2(SO4)3 es:

a. 24%

b. 26%

c. 28%

Pesos Atómicos:

H = 1; N = 14; O = 16; Fe = 56; S = 32; P = 31; Zn = 65,4; Cl = 35,5; C = 12; Cu = 63,5

Problemas (7 puntos)

1. Se ha preparado una disolución agregando 50 g de ácido fosfórico, H3PO4, hasta obtener un volumen total de disolución de 2500 ml. A partir de las correspondientes masas atómicas, calcular la molaridad (0,50 puntos) y normalidad (0,50 puntos) de la disolución preparada.

Por definición, la molaridad M se define como el número de moles de soluto por litro de disolución,

y teniendo en cuenta que el número de moles, n, se calcula dividiendo la masa, m, de la sustancia de que se trate entre el peso molecular, PM, de dicha sustancia, la expresión anterior queda

El peso molecular, PM, del H3PO4 es 1×3 + 31×1 + 16×4 = 98 u. Es decir, que 1 mol equivale a 98 g.

Además, la valencia del H3PO4 es 3. Por tanto, a partir de la expresión anterior,

Por definición, la normalidad NM se define como el número de equivalentes gramo de soluto por litro de disolución,

Además, un equivalente gramo de una sustancia es el cociente entre el Peso Molecular de dicha sustancia y su valencia,

Para calcular el número de equivalentes habrá que dividir la masa de la sustancia por el valor de un equivalente gramo,

Por tanto, a partir de la definición de Normalidad,

2. La fórmula del etanol es CH3-CH2OH. A partir de las correspondientes masas atómicas, determina su composición centesimal. (0,50 puntos)

La fórmula del etanol es C2H6O, cuyo peso molecular es 12 × 2 + 1 × 6 + 16 × 1 = 46 u. De este peso molecular, 24 u corresponden al carbono, 6 u al hidrógeno y 16 u al oxígeno. Por tanto, podemos calcular el porcentaje correspondiente a cada uno de los elementos químicos:

Si 46 u son el 100% del peso del etanol, 24 u serán el porcentaje del carbono,

Haciendo lo mismo con el hidrógeno y el oxígeno,

3. Dada una disolución comercial de ácido nítrico, HNO3, de 23% en peso y densidad 1,25 g/ml, determinar los gramos de soluto presentes en 2 litros de disolución. (0,50 puntos)

El peso molecular del ácido nítrico, HNO3, es 1 × 1 + 14 × 1 + 16 × 3 = 63 u. Como la densidad del ácido es 1,25 g/ml, primero debemos calcular cuál es la masa de los 2 litros de disolución. De la definición de densidad,

Es decir, que la masa de los 2 litros de disolución es 2500 g. Pero al ser de una riqueza en peso del 23%, esto quiere decir que sólo el 23% de los 2500 g corresponden al ácido puro,

4. Calcula el número de moles (0,25 puntos), moléculas (0,25 puntos) y átomos (0,25 puntos) que hay en un vaso de agua (200 g).

El peso molecular del agua, H2O, es 1 × 2 + 16 × 1 = 18 u. El número de moles, n, se calcula dividiendo la masa de agua entre su peso molecular

Sabiendo que un mol de moléculas contiene el número de Avogadro de moléculas, 6,022 × 1023, entonces los 200 g de agua, que son 11,11 moles, contendrán

11,11 × 6,022 × 1023 = 6,69 × 1024 moléculas de agua

Y como cada molécula de agua contiene 3 átomos, 2 de hidrógeno y 1 de oxígeno,

3 × 6,69 × 1024 moléculas = 2 × 1025 átomos de agua

5. Calcular la molaridad (0,25 puntos), normalidad (0,25 puntos) y molalidad (0,25 puntos) de una disolución de ácido sulfúrico, H2SO4, de densidad 1,198 g/ml y 27% de riqueza en peso.

El peso molecular del H2SO4 es 1 × 2 + 32 × 1 + 16 × 4 = 98 u. Como tenemos que calcular la molaridad, debemos saber el número de moles de ácido que hay por cada litro de disolución. Como la densidad del ácido es 1,198 g/ml, primero debemos calcular cuál es la masa de 1 litro de disolución. De la definición de densidad,

Pero al ser de una riqueza en peso del 27%, esto quiere decir que sólo el 27% de los 1198 g corresponden al ácido puro,

Es decir, que en 1 litro de disolución, 323,46 g son de ácido puro. Por tanto, la molaridad será

Para calcular la normalidad, sabemos que la valencia del sulfúrico es 2, por lo que 1 eq de H2SO4 es

Y la normalidad será

Según la definición de molalidad, debemos calcular los kg de disolvente

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