Examen 1º Bachillerato QUIMICA Nombre:

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1 Exaen 1º Bachillerato QUIICA Nobre: Teoría ( puntos) Respuesta correcta: + 0,75; Respuesta incorrecta: - 0,15; Respuesta no contestada: 0 1. El peso olecular del ácido sulfúrico, HSO4, es: a. 98 g b. 98 u c. Las opciones a y b son correctas. En 5 litros de oxígeno y en 5 litros de dióxido de carbono hay el iso núero de: a. Átoos, si abos están a la isa presión y teperatura b. oléculas, si abos están a la isa presión y teperatura c. Las opciones a y b son falsas. 56 graos de hierro contienen, por definición, a. El iso núero de átoos que 1 graos de carbono b. ás átoos que 1 graos de carbono c. enos átoos que 1 graos de carbono 4. En una ezcla heterogénea: a. La coposición y propiedades pueden variar de un punto a otro de ella b. Se pueden separar sus coponentes por procediientos físicos c. Las opciones a y b son correctas 5. El porcentaje de carbono en el dióxido de carbono, CO, es: a. 7% b. % c. 1% 6. Coo la fórula del onóxido de carbono es CO, una deterinada asa de CO contiene: a. La isa asa de carbono que de oxígeno b. ás carbono que oxígeno c. ás oxígeno que carbono 7. 6 graos de ácido nítrico, HNO, son: a. Un equivalente grao de ácido nítrico b. Un ol de ácido nítrico c. Abas respuestas son correctas 1

2 8. Si toaos la itad del voluen de una deterinada disolución de un cierto soluto y le añadios disolvente hasta recuperar el voluen inicial: a. La concentración olar se reduce a la itad b. El núero de oles de soluto se reduce c. La concentración olar no varía Pesos Atóicos: H = 1; N = 14; O = 16; Fe = 56; S = ; P = 1; Zn = 65,4; Cl = 5,5; C = 1; Cu = 6,5; Ca = 40 Probleas (7 puntos) 1. Se ha preparado una disolución agregando 75 g de ácido carbónico, HCO, hasta obtener un voluen total de disolución de 1500 l. A partir de las correspondientes asas atóicas, calcular la olaridad (0,50 puntos) y noralidad (0,50 puntos) de la disolución preparada. Por definición, la olaridad se define coo el núero de oles de soluto por litro de disolución, n y teniendo en cuenta que el núero de oles, n, se calcula dividiendo la asa,, de la sustancia de que se trate entre el peso olecular,, de dicha sustancia, la expresión anterior queda n El peso olecular,, del HCO es = 6 u. Es decir, que 1 ol equivale a 6 g. Adeás, la valencia del HCO es. Por tanto, a partir de la expresión anterior, 75 g 0,806 ol/l 6 g/ol 1,5 l Por definición, la noralidad N se define coo el núero de equivalentes grao de soluto por litro de disolución, nº eq N Adeás, un equivalente grao de una sustancia es el cociente entre el Peso olecular de dicha sustancia y su valencia, eq v Para calcular el núero de equivalentes habrá que dividir la asa de la sustancia por el valor de un equivalente grao, n º eq eq Por tanto, a partir de la definición de Noralidad,

3 N nº eq eq eq v v 75 1,61 eq/l 6 1,5. La fórula del gas butano es CH-CH-CH-CH. A partir de las correspondientes asas atóicas, deterina su coposición centesial. (0,50 puntos) La fórula del butano es C4H10, cuyo peso olecular es = 58 u. De este peso olecular, 48 u corresponden al carbono y 10 u al hidrógeno. Por tanto, podeos calcular el porcentaje correspondiente a cada uno de los eleentos quíicos: Si 58 u son el % del peso del butano, 48 u serán el porcentaje del carbono, Haciendo lo iso con el hidrógeno, 58 u 48 u 48 u % x 8,76% de carbono % x 58 u 58 u 10 u 10 u % y 17,4% de hidrógeno % y 58 u. Dada una disolución coercial de ácido sulfúrico, HSO4, de 7% en peso y densidad 1,198 g/l, deterinar los graos de soluto presentes en 150 l de disolución. (0,50 puntos) El peso olecular del ácido sulfúrico, HSO4,es = 98 u.. Coo la densidad del ácido es 1,198 g/l, priero debeos calcular cuál es la asa de los 150 l de disolución. De la definición de densidad, d d 1,198 g/l 150 l 1497,5 g Es decir, que la asa de los 150 l de disolución es 1497,5 g. Pero al ser de una riqueza en peso del 7%, esto quiere decir que sólo el 7% de los 1497,5 g corresponden al ácido puro, ,5 g 404, g de ácido puro 4. Calcula el núero de oles (0,5 puntos), oléculas (0,5 puntos) y átoos (0,5 puntos) que hay en un litro de oxígeno, O, a 1, at de presión y 0ºC de teperatura. R = 0,08 at l ol -1 K -1 El peso olecular del oxígeno, O, es 16 = u. Coo nos dan los datos del oxígeno gaseoso, podeos usar la ecuación de los gases ideales para obtener el núero de oles, teniendo en cuenta que la teperatura debe estar en Kelvin, T = (7 + 0) ºC = 0 K p p n R T n R T 1, at 1 l 0,048 ol de O at l 0,08 0 K ol K

4 Sabiendo que un ol de oléculas contiene el núero de Avogadro de oléculas, 6,0 10, entonces los 0,048 ol de O contendrán Y coo cada olécula de O contiene átoos, 0,048 6,0 10 =,89 10 oléculas de O,89 10 oléculas = 5,78 10 átoos de O 5. Calcular la olaridad (0,5 puntos), noralidad (0,5 puntos) y olalidad (0,5 puntos) de una disolución de ácido fosforoso, HPO, de densidad 1,075 g/l y 65% de riqueza en peso. El peso olecular del HPO es = 8 u. Coo teneos que calcular la olaridad, debeos saber el núero de oles de ácido que hay por cada litro de disolución. Coo la densidad del ácido es 1,075 g/l, priero debeos calcular cuál es la asa de 1 litro de disolución. De la definición de densidad, d d 1,075 g/l 0 l 1075 g Pero al ser de una riqueza en peso del 65%, esto quiere decir que sólo el 65% de los 1075 g corresponden al ácido puro, g 698,75 g de ácido puro Es decir, que en 1 litro de disolución, 698,75 g son de ácido puro. Por tanto, la olaridad será 698,75 g 8,5 ol/l 8 g/ol 1 l Para calcular la noralidad, sabeos que la valencia del ácido fosforoso es, por lo que 1 eq de HPO es 8 eq 7, g v nº eq eq 698,75 Y la noralidad será N 5,57 eq/l eq 7, 1 Según la definición de olalidad, debeos calcular los kg de disolvente en la disolución. Se obtienen restando a la asa total de la disolución la asa del ácido puro 1075 g 698,75 g = 76,5 g Y la olalidad será el núero de oles de soluto por kg de disolvente, dis n 8,5 ol,66 ol/kg (kg) 0,76 kg 6. Uno de los gases que contribuyen al fenóeno de la lluvia ácida es el dióxido de nitrógeno proveniente de la cobustión en los vehículos, que al reaccionar con la huedad de la atósfera produce ácido nítrico: NO + HO HNO + NO. Calcular la cantidad de ácido nítrico que es capaz de producir 1 g de dióxido de nitrógeno (0,75 puntos), y la cantidad de dióxido de nitrógeno que es capaz de absorber 1 de vapor de agua (0 l) a 0,8 at de presión y 7º C (0,75 puntos). 4

5 El peso olecular del NO es 46 u y el del HNO es 6 u. La ecuación quíica ajustada nos indica las proporciones según las que reaccionan el NO y el HO para producir HNO y NO. oles de NO ( 46 g = 18 g) reaccionan siepre con 1 ol de HO (18 g) para forar oles de HNO ( 6 g = 16 g). Coo teneos 1 g de dióxido de nitrógeno, la cantidad de HNO forada se calcula usando la siguiente proporción, Coo 18 g de NO producen 16 g de HNO, 1 g de NO producirá x g de HNO, 18 g NO 16 g HNO 1 g NO x 16 g NO 1 g HNO x 18 g NO 0,91 g HNO Para calcular la cantidad de NO que es capaz de absorber 1 de vapor de HO, necesitaos saber priero la asa de ese vapor de agua en las condiciones indicadas. Coo 1 son 0 l, el peso olecular del agua es 18 u, y 7ºC equivalen a (7 + 7) K = 00 K, a partir de la ecuación de los gases ideales, 18 g 0,8 at 0 l p p n R T R T ol 585,66 g de H O R T at l 0,08 00 K ol K Coo ahora ya teneos la asa del vapor de agua, basta con plantear la siguiente proporción: Si 18 g de NO reaccionan con 18 g de HO, los 585,66 g de HO reaccionarán con y g de NO. 18 g NO 18 g H O y 18 g NO 585,66 g H O y 4487,806 g NO 585,66 g H O 18 g H O 7. El ácido clorhídrico reacciona con el carbonato de calcio según la reacción HCl + CaCO CaCl + CO + HO Si teneos 500 l de una disolución de HCl de densidad 1,18 g/l y riqueza del 5% en peso, y 75 g de carbonato, calcula la cantidad de reactivo que sobrará (1 punto) y el voluen de CO forado, edido a 1ºC y 1 at de presión (1 punto). El peso olecular del HCl es ,5 = 6,5 u, el del CaCO es = u, y el del CO es = 44 u. Lo priero que hay que hacer es calcular la asa de HCl puro que teneos, para luego plantear las correspondientes proporciones. De la definición de densidad, d d 1,18 g/l 500 l 590 g Pero al ser de una riqueza en peso del 5%, esto quiere decir que sólo el 5% de los 590 g corresponden al ácido puro, g 06,5 g de ácido puro La ecuación quíica ajustada nos indica las proporciones según las que reaccionan el HCl y el CaCO. oles de HCl ( 6,5 g = 7 g) reaccionan siepre con 1 ol de CaCO ( g), por lo que los 75 g de CaCO que teneos reaccionarán con x g de HCl, 5

6 7 g HCl g CaCO x 75 g CaCO 7 g HCl75 g CaCO x g CaCO 54,75 g HCl Por tanto, coo teneos 06,5 g de HCl y sólo reaccionarán 54,75 g, está claro que sobrarán 06,5 g 54,75 g = 151,75 g de HCl Para calcular el voluen de CO forado, priero vaos a calcular la asa ediante la siguiente proporción: Si 1 ol de CaCO ( g) producen 1 ol de CO (44 g), los 75 g de CaCO producirán y g de CO. g CaCO 44 g CO 75 g CaCO y 44 g CO 75 g CaCO x g CaCO g CO Para calcular ahora el voluen que ocupa el CO, sólo queda por usar la ecuación de los gases ideales, teniendo en cuenta que el peso olecular del CO es 44 u y que 1ºC equivalen a (1 + 7) K = 94 K, at l g 0,08 94 K R T p n R T R T ol K 18,081l de CO 44 g p 1 at ol EXTRAS A. Al quear g de antracita (cierto tipo de carbón) se obtienen 5, litros de CO edidos en condiciones norales. Calcular la cantidad de carbono que contiene la antracita. C + O CO (1 punto) De la ecuación quíica se observa que 1 ol de C (1 g) reacciona con 1 ol de O ( g) produciendo 1 ol de CO (44 g). Lo priero es calcular la asa de CO obtenido ediante la ecuación de los gases ideales, sabiendo que el peso olecular del CO es 44 u, y que las condiciones norales iplican 1 at y 7 K, 44 g 1 at 5, l p p n R T R T ol 10,417 g de CO at l R T 0,08 7 K ol K Coo ya heos dicho que 1 g de C producen 44 g de CO, los 10,417 g de CO habrán sido producidos por x g de carbón, 1 C 44 g CO g x 10,417 g CO 10,417 g CO 1 g C x,841g C 44 g C Por tanto, de los g de antracita,,841 corresponden a C puro, con lo que podeos calcular la cantidad de carbono de la antracita, g,841,841 y 94,7 % % y 6

7 B. Para deterinar la riqueza de Zn ipuro se toan 50 g y se tratan con una disolución de ácido clorhídrico de 1,18 g/l de densidad y 5% de riqueza en peso, gastándose 19 l de la disolución. Calcular la olaridad de la disolución (0,5 puntos), el porcentaje de Zn contenido en la uestra (1 punto) y los l de hidrógeno recogidos durante la operación edidos en c.n. (1 punto) Zn + HCl ZnCl + H Lo priero que debeos hacer es calcular la cantidad de HCl puro que reacciona. A partir de la definición de densidad, d d 1,18 g/l 19 l 15, g Pero al ser de una riqueza en peso del 5%, esto quiere decir que sólo el 5% de los 15, g corresponden al ácido puro, 5 15, g 5,77 g de HCl puro Por definición, la olaridad se define coo el núero de oles de soluto por litro de disolución, n y teniendo en cuenta que el núero de oles, n, se calcula dividiendo la asa,, de la sustancia de que se trate entre el peso olecular,, de dicha sustancia, la expresión anterior queda n Coo el peso olecular del HCl es 6,5 u, 1 ol equivale a 6,5 g. 5,77 g 11, ol/l 6,5 g/ol 0,19 l De la ecuación quíica se observa que 1 ol de Zn (65,4 g) reacciona siepre con oles de HCl ( 6,5 = 7 g), por lo que los 5,77 g de HCl han reaccionado con x g de Zn, 65,4 g Zn x 5,77 g HCl65,4 g Zn x 47,7 g Zn 7 g HCl 5,77 g HCl 7 g HCl Coo teneos 50 g de Zn ipuro, de los cuales reaccionan 47,7 g, podeos calcular el porcentaje en la uestra, 50 g 47,7 47,7 y 95,46 % % y 50 Por últio, para calcular el hidrógeno producido, acudios a la ecuación quíica, que nos dice que oles de HCl (7 g) producen 1 ol de H ( g), por lo que los 5,77 g de HCl producirán z g de H, 7 g HCl 5,77 g HCl 5,77 g HCl g H z g H z 7 g HCl 1,46 g H 7

8 Ahora sólo queda usar la ecuación de los gases ideales para calcular el voluen de hidrógeno pedido, sabiendo que el peso olecular del H es u, y que las condiciones norales iplican 1 at y 7 K, at l 1,46 g 0,08 7 K R T p n R T R T ol K 16,4 l de H g p 1 at ol 8

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