Guia de ejercicios Fundamentos de Quimica

Estequiometría

1. El tejido óseo de una persona adulta pesa aproximadamente 11 kg y contiene 50 % de Ca3(PO4)2. Determinar los kilogramos de fósforo que hay en el tejido óseo de una persona adulta.
2. ¿Cuántos gramos de hidróxido de sodio son necesarios para neutralizar 364 g de HCl?¿Cuántos gramos de hidróxido de calcio son necesarios para neutralizar 490 g de ácido sulfúrico?
3. ¿Cuántos gramos de ácido nítrico se necesitan para neutralizar 370 g hidróxido de calcio?
4. Calcular las masas de ácido clorhídrico y de hidróxido de sodio que se necesitan para preparar 292 g de cloruro de sodio.
5. Calcular la masa de sulfato ácido de sodio que se obtiene tratando 2,92 kg de cloruro de sodio con ácido sulfúrico en cantidad suficiente. ¿Cuántos kilogramos de ácido clorhídrico gaseoso se obtienen? ¿Qué volumen ocupa ese gas?
6. Calcular la cantidad en peso y en volumen de CO2 (en CNPT) que se obtienen al tratar 380 g de carbonato de calcio con la cantidad estequeométrica de ácido clorhídrico. Calcular además, la cantidad de cloruro de calcio formado.

CaCO3 + 2.HCl → CaCl2 + H2O + CO2

1. Calcular cuántos kilogramos y cuantos litros (en CNPT) de aire hacen falta para la combustión completa de 100 kg de pentano (C5H12). El contenido de oxígeno en el aire es del 21 % en volumen ó 23 % en peso.
2. Una aleación tiene 20 % de cobre y 80 % de plata. Calcular la masa de sulfato cúprico y sulfato de plata que se podrán obtener con 5 g de dicha aleación.
3. Se necesitan 20 litros de oxígeno en CNPT. Calcular qué cantidad de clorato de potasio de 95 % de pureza deben descomponerse para obtener ese volumen.

KClO3 → KCl + 3/2.O2

1. Reaccionan 10 g de aluminio con 10 g de oxígeno, ¿cuál de los reactivos está en exceso?, ¿cuántos gramos de óxido de aluminio se forman?

Redox

1. Completar las siguientes semirreacciones de oxidación y reducción.

1. Pb4+ + …… →  Pb2+
2. Ni0 → ……  + 3 e-
3. Cu0 → + 2 e-
4. S0 + …… → S2-
5. Ag+ +1 e- → ……
6. Mg2+ + …… → 2e-

1. En las semiecuaciones anteriores señalar cuáles son las reacciones de oxidación y cuáles las de reducción.
2. Calcular el número de oxidación de cada elemento en las siguientes moléculas, átomos o iones.

Hg0 /  I-  /  F2  /  Al3+  /Cu2+  / SO42-  /  NO2-

1. Hallar el número de oxidación del aluminio en el nitrato de aluminio ( Al(NO3)3 ) y del carbono en el carbonato cúprico ( CuCO3).
2. Ajustar las siguientes ecuaciones por el método del ión electrón:

1. Cl2 + Na → NaCl
2. HCl + Zn → ZnCl2 + H2
3. CuSO4 + Zn → ZnSO4 + Cu
4. Cl2 + KI → KCl +  I2
5. Sn + HNO3 → SnO2 + NO + H2O

1. Ajustar las siguientes reacciones redox por el método ión-electrón…

1. ...en medio ácido

1. KI + KNO2 + H2SO4 → I2 + NO + K2SO4 + H2O
2. KI + H2SO4 → K2SO4 + I2 + H2S + H2O
3. C + H2SO4 → CO2 + SO2 + H2O
4. Cu + SO42- → Cu2+ + SO2
5. CuS(s) + HNO3(aq) → Cu(NO3)2 + S(s) + NO(g) + H2O(l)
6. FeSO4 + H2O2 → Fe2O3 + SO42- + H2O
7. HBr + SO42- → SO2 + Br2
8. H2SO3 + H2O + I2 → HI + H2SO4
9. ClO3- + SO2 → SO42- + Cl-
10. CdS + I2 + HCl → CdCl2 + HI + S
11. H2S + I2 → S + HI
12. S2- + O22- + H+ → SO42- + H2O
13. H2S + H2O + Br2 → HBr + H2SO4
14. MnO4- + H2S → Mn2+ + S8
15. HCNS + H2O + Br2 → H2SO4 + HCN + HBr
16. KSCN + H2O + I2 → KHSO4 + HI + ICN
17. Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + NaI
18. S2O82- + Mn2+ → SO42- + MnO4-

1. ...en medio básico

1. SO32- + Cr2O72- → Cr3+ + SO42-
2. Cu2+ + SO32- → SO42- + Cu
3. S2O42- + O2(g) → SO42-

Pilas

1. Teniendo en cuenta la tabla de potenciales de oxidación, indicar si se producirá reacción en los siguientes casos:

1. ZnS + Na
2. H2SO4 + Ag
3. K2CO3 + Ag
4. NaNO3 + Pb

1. Calcular la fuerza electromotriz normal de las siguientes pilas:

1. Zn0 / Zn2+ // Pb2+/ Pb0
2. Al0 / Al3+ // Ag+ / Ag0

1. Se construye una pila galvánica conectando una barra de cobre sumergida en una disolución de Cu2+ 1 M con una barra de cadmio sumergida en una disolución de Cd2+ 1 M. Halla la fem de esta pila.

Datos E0 (Cu2+/Cu) = 0,34 V ; E0 (Cd2+/Cd) = -0,40 V.

1. Representa la pila voltaica formada por un electrodo de Zn en una disolución de ZnSO4 y un electrodo de plata en disolución de AgNO3 1,0 M. Las disoluciones están a 250 C. Determina cuál es el cátodo y cuál es el ánodo, escribe las reacciones de la pila, indica el sentido de flujo de los electrones y calcula la fem de la pila.

Datos: E0 ( Zn2+/Zn) = -0,76 V ; E0 (Ag+/Ag) = 0,80 V.

1. Determina si la reacción redox que se expresa mediante la ecuación iónica siguiente es espontánea o no, en condiciones estándar.

Cu2+ (aq) + Cr(s) ---> Cu(s) + Cr3+ (aq)

Datos: E0 (Cu2+/Cu) = 0,34 V ; E0 (Cr3+/Cr) = -0,74 V

1. Determina si la reacción redox que siguiente es espontánea o no:

Bromo + cloruro de potasio ---> bromuro de potasio + cloro.

Datos : E0(Br2/2Br-) = 1,06 V ; E0 ( Cl2/2Cl-) = 1,36 V

1. ¿Qué cantidad de electricidad es necesaria para que se deposite en el cátodo todo el oro contenido en un litro de disolución 0,1 M de cloruro de oro (III)?
2. Para platear una pulsera, colocada como cátodo, se hace pasar durante 2 horas una corriente de 0,5 A a través de un litro de disolución de nitrato de plata, inicialmente 0,1 M. Calcula:

1. El peso de plata metálica depositada en la pulsera
2. La concentración de ion plata que queda finalmente en la disolución

1. En las dos pilas formadas por siguientes electrodos: a) cobre-plomo y b) plomo-hierro, predecir la polaridad de los electrodos (ánodo y cátodo) en cada caso, la f.e.m. de la pila, las notaciones de las mismas y las reacciones que tienen lugar en cada una. Potenciales de reducción (V): Cu2+/Cu: 0,34; Pb2+/Pb: –0,13; Fe2+/Fe: –0,44.

1. Los potenciales normales de reducción en condiciones estándar de los pares Cu2+/Cu, Pb2+/Pb y Zn2+/Zn son respectivamente, 0,34 V, –0,13 V y –0,76 V. a) Explica, escribiendo las reacciones correspondientes qué metal/es producen desprendimiento de hidrógeno al ser tratados con un ácido b) Haz un esquema y escribe las reacciones de ánodo y cátodo de la pila formada por electrodos de Zn y Pb.
2.  Deduce razonadamente y escribiendo la ecuación ajustada: a) Si el hierro en su estado elemental puede ser oxidado a Fe(II) con MoO42– b) Si el hierro(II) puede ser oxidado a Fe(III) con NO3–. Datos: Eo(MoO42–/Mo3+) = 0,51 V; Eo(NO3–/NO) = 0,96 V; Eo(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V; Eo(Fe2+/Fe0) = –0,44 V.
3. De los siguientes metales: Al, Fe, Ag, Au y Ni, justifica cuales reaccionarán espontáneamente con iones Cu2+. Escribe las reacciones que se produzcan. (E0(reducción) (V): Al3+ → Al = –1,66; Fe2+ → Fe = –0,44; Ag+ → Ag = 0,80; Au3+ → Au = 1,50; Ni2+ → Ni = –0,25; Cu2+ → Cu = 0,34)
4. Considera la reacción: HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + NO(g) + H2O

1. Ajuste la reacción por el método del ion-electrón.
2. ¿Qué volumen de NO (medido a 1 atm y 273 K) se desprenderá si se oxidan 2,50 g de cobre metálico?

1. Una muestra de 20 g de latón (aleación de cinc y cobre) se trata con ácido clorhídrico, desprendiéndose 2,8 litros de hidrógeno gas medidos a 1 atm y 25 ºC. a) Formule y ajuste la reacción o reacciones que tienen lugar. b) Calcule la composición de la aleación, expresándola como % en peso. Datos: R = 0,082 atm·l·K–1·mol–1; E0(Zn2+/Zn) = –0,76 V; E0(Cu2+/Cu) = +0,34 V; E0(H+/H2) = 0,00 V
2. 20.- Razona cual de las siguientes reacciones será posible y completa éstas: a) Cu2++ H+ → ; b) Cu2++H2 → ; c) Cu0 + H+ → ; d) Cu0 + H2 →. Datos: [Cu2+ + 2e- → Cu (E0 = 0,34 V); 2 H+ + 2e- → H2 (E0 = 0,00 V)].
3. 21.- Dados los datos de potencial estándar de reducción de los siguientes sistemas: Eo(I2/I–) = 0,53 V; Eo(Br2/Br–) = 1,07 V Eo(Cl2/Cl–) = 1,36 V. Indica razonadamente: a) ¿Cuál es la especie química más oxidante entre otras las mencionadas anteriormente? b) ¿Cuál es la forma reducida con mayor tendencia a oxidarse? c) ¿Es espontánea la reacción entre el cloro molecular y el ion ioduro? d) ¿Es espontánea la reacción entre el ion cloruro y el bromo molecular?
4. 22.- Los electrodos de una pila galvánica son de aluminio y cobre. a) Escriba las semirreacciones que se producen en cada electrodo, indicando cuál será el ánodo y cuál será el cátodo b) Calcule la fuerza electromotriz de la pila. c) ¿Cuál será la representación simbólica de la pila? d) Razone si alguno de los dos metales produciría hidrógeno gaseoso al ponerlo en contacto con ácido sulfúrico. Datos: Potenciales normales; Al3+/ Al = –1,67 V Cu2+/Cu = 0,35 V; H+/ H2 = 0,00 V.
5. Razone:

1. Si el cobre metal puede disolverse en HCl 1 M para dar cloruro de cobre (II) e hidrógeno molecular (H2).
2. ¿Podría disolverse el Zn?

Datos: E0 (V) Cu2+/Cu0 = 0,34; 2H+/H2 = 0,00 ; Zn2+/Zn = – 0,76 (Ejercicio Selectividad. Madrid Reserva 1997).

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