Ejercicios de cálculos estequiométricos. 2) Carbonato de calcio se descompone por la acción del calor originando óxido de calcio y dióxido de carbono.

Transcripción

1 Ejercicios de cálculos estequiométricos. 1) En un alto horno, el mineral de hierro, Fe 2 O 3, se convierte en hierro mediante la reacción: Fe 2 O 3 (s) + 3 CO (g) -----> 2 Fe (l) + 3 CO 2 (g) a) Cuántos moles de monóxido de carbono se necesitan para producir 20 moles de hierro? b) Cuántos moles de CO 2 se desprenden por cada 10 moles de hierro formado? a) 30 moles CO b) 15 moles CO 2 2) Carbonato de calcio se descompone por la acción del calor originando óxido de calcio y dióxido de carbono. a) Formula la reacción que tiene lugar y ajústala. b) Calcula qué cantidad de óxido de calcio se obtiene si se descompone totalmente una tonelada de carbonato de calcio. 560 kg CaO 3) Qué cantidad de gas cloro se obtiene al tratar 80 g de dióxido de manganeso con exceso de HCl según la siguiente reacción? MnO HCl ---> MnCl H 2 O + Cl 2 62,24 g de Cl 2 4) La sosa cáustica, NaOH, se prepara comercialmente mediante reacción del NaCO 3 con cal apagada, Ca(OH) 2. Cuántos gramos de NaOH pueden obtenerse tratando un kilogramo de Na 2 CO 3 con Ca(OH) 2? Nota: En la reacción química, además de NaOH, se forma CaCO g de NaOH 5) Cuando se calienta dióxido de silicio mezclado con carbono, se forma carburo de silicio (SiC) y monóxido de carbono. La ecuación de la reacción es: SiO 2 (s) + 3 C (s) -----> SiC (s) + 2 CO (g) Si se mezclan 150 g de dióxido de silicio con exceso de carbono, cuántos gramos de SiC se formarán?

2 100 g de SiC 6) Calcular la cantidad de cal viva (CaO) que puede prepararse calentando 200 g de caliza con una pureza del 95% de CaCO 3. CaCO 3 ---> CaO + CO g de CaO 7) La tostación es una reacción utilizada en metalurgia para el tratamiento de los minerales, calentando éstos en presencia de oxígeno. Calcula en la siguiente reacción de tostación: 2 ZnS + 3 O 2 2 ZnO + 2 SO 2 La cantidad de ZnO que se obtiene cuando se tuestan 1500 kg de mineral de ZnS de una riqueza en sulfuro (ZnS) del 65%. Datos: M Zn = 65,4 u. ; M S = 32,1 u. ; M O = 16 u. 814,8 kg de ZnO 8) Qué masa, qué volumen en condiciones normales, y cuántos moles de CO 2 se desprenden al tratar 205 g de CaCO 3 con exceso de ácido clorhídrico según la siguiente reacción? CaCO HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2 90,14 g; 45,91 litros; 2,043 moles 9) Se tratan 4,9 g de ácido sulfúrico con cinc. En la reacción se obtiene sulfato de cinc e hidrógeno. a) Formula y ajusta la reacción que tiene lugar. b) Calcula la cantidad de hidrógeno desprendido. c) Halla qué volumen ocupará ese hidrógeno en condiciones normales. a) 0,1 g de H 2 b) 1,12 litros de H 2 10) Qué volumen de hidrógeno medido a 30 C y 780 mm de Hg se obtiene al tratar 130 g de Zn con exceso de ácido sulfúrico? 48,18 litros de H 2 11) Tenemos la siguiente reacción química ajustada: H 2 SO 4 + Zn ZnSO 4 + H 2

3 Qué volumen de hidrógeno se puede obtener a partir de 10 g de Zn, si las condiciones del laboratorio son 20 C y 0,9 atm de presión? Datos: M Zn = 65,4 u. ; M S = 32,1 u. ; M O = 16 u. ; M H = 1 u. 4,08 litros de H 2 12) El acetileno, C 2 H 2, arde en presencia de oxígeno originando dióxido de carbono y agua. a) Escribe la ecuación química de la reacción. b) Qué volumen de aire (21% O 2 ), que se encuentra a 17 C y 750 mm de Hg, se necesita para quemar 2 kg de acetileno? litros de aire 13) Mezclamos 1 litro de flúor con suficiente cantidad de monóxido de nitrógeno, medidos ambos en condiciones normales. Cuántos gramos de FNO se formarán? La ecuación de la reacción que tiene lugar es F 2 (g) + 2 NO (g) 2 FNO (g) 4,37 g de FNO

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7 EJERCICIOS CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS REDOX SOLUCIONES 1- Se ponen a reaccionar 4,80 g de dióxido de silicio sólido de 80 % de pureza con 100 ml de una solución 0,50 M de carbonato de sodio formando silicato de sodio (Na 4 SiO 4 ) acuoso y dióxido de carbono gaseoso a) Explicar si es una reacción redox b) Qué cantidad (en mol) de cada reactivo se pone a reaccionar? c) Cuál es el reactivo limitante y qué cantidad (en mol) del otro reactivo hay en exceso? d) Qué volumen de dióxido de carbono se obtiene a PTN si el rendimiento es del 80%? 2- Se ponen a reaccionar 4,00 g de yodo sólido con 250 ml de una solución 0,50 M de ácido nítrico formando ácido yódico (HIO 3 ) acuoso, dióxido de nitrógeno gaseoso y agua líquida a) Igualar por redox la ecuación planteada b) Qué cantidad de cada reactivo se pone a reaccionar? c) Qué cantidad de cada reactivo reacciona? d) Qué volumen de dióxido de nitrógeno se obtiene a 25 ºC y a 1025 hpa? 3- Se ponen a reaccionar 11,44 g de cobre sólido con 200 cm 3 de ácido sulfúrico de d = 1,23 g/cm 3 y 31,4 % m/m formando dióxido de azufre gaseoso, sulfato de cobre (II) acuoso y agua líquida a) Igualar por redox la ecuación planteada b) Qué cantidad de cada reactivo se pone a reaccionar? c) Cuál es el reactivo limitante y qué cantidad del otro reactivo se pone a reaccionar d) Qué volumen de dióxido de azufre se forman a 20,0 ºC y a 1.25 atm si el rendimiento del proceso es del 85 %? 4- Se ponen a reaccionar 18,0 g de carbonato de calcio sólido de 90 % pureza con 100 cm 3 de ácido nítrico de d = 1,16 g/ml y 28,5 % m/m para formar nitrato de calcio sólido, dióxido de carbono gaseoso y agua líquida a) Explicar si la ecuación planteada es redox b) Qué cantidad (en mol) de cada reactivo reacciona? c) Qué masa (en g) de nitrato de calcio se forman? d) Si en condiciones normales experimentalmente se obtienen 1,80 dm 3 de dióxido de carbono Cuál es el rendimiento del proceso? 5- Se ponen a reaccionar 11,4 g de carbonato de hierro (II) sólido de 85 % de pureza con 14,0 cm 3 de ácido clorhídrico de concentración 91,3 g/l para formar cloruro de hierro (II) acuoso, dióxido de carbono gaseoso y agua líquida a) Qué cantidad de cada reactivo se pone a reacciona? b) Cuál es el reactivo limitante y qué cantidad del otro reactivo queda en exceso? c) Qué cantidad y cuántas moléculas de dióxido de carbono se obtiene a PTN? d) Si a PTN experimentalmente se obtienen 400 cm 3 de dióxido de carbono cuál es el rendimiento del proceso? 6- Se ponen a reaccionar 2,44 g de magnesio sólido y ácido clorhídrico acuoso para formar hidrógeno gaseoso y cloruro de magnesio acuoso a) Qué volumen (en cm 3 ) de ácido clorhídrico de concentración 146 g/l reaccionan con el magnesio? b) Qué volumen de Hidrógeno gaseoso se recogerá sobre agua si la temperatura ambiente es de 14,0 ºC y la presión atmosférica es de 1020 hpa (presión de vapor de agua a 14,0 ºC = 0,0158 atm) c) Si en las condiciones de experiencia el rendimiento del proceso fue del 90 %, qué volumen real de Hidrógeno gaseoso se recogió, y cómo lo mide experimentalmente? d) Enuncie la/s leyes que le permiten resolver el ejercicio y qué consideraciones realiza para resolverlo

8 Escribir la fórmula: ESTEQUIOMETRIA 1. Nitrato amónico 21. Tetróxido de dinitrógeno. 2. Clorato potásico. 22. Fluoruro potásico. 3. Carbonato magnésico. 23. Hidrogenosulfato de aluminio. 4.Sulfuro cálcico. 24. Piroarsenito de mercurio(i). 5.Metafosfito sódico. 25. Silicato magnésico. 6.Trioxonitrato(V) de sodio. 26. Bromuro ferroso. 7. Permanganato potásico. 27.Perclorato de bario. 8. Hidrogenosulfuro de plata 28. Nitrato de cobre(ii). 9. Peróxido de calcio. 29. Ión férrico. 10. Cloruro amónico. 30. Ión sulfato 11. Sulfito bárico. 31..Ión platínico. 12. Dicromato sódico. 32. Ión Cromo(III). 13. Hipoclorito cúprico. 33. Ión Sulfuro. 14. Sulfuro férrico. 34. Ión Permanganato. 15. Nitrito de aluminio. 35. Ión nitrato. 16. Fosfato cálcico. 36. Ión Cromato. 17. Ortosilicato de plomo(ii). 37. Ión Hidrogenocarbonato. 18. Carbonato ácido de magnesio. 38. Ión Mercurio(II). 19. Yoduro potásico. 39. Ión Amonio. 20. Sulfito niquélico 40. Amoníaco.

9 EJERCICIOS

10 .- Balancee las siguientes ecuaciones: a) H 2 O 2 + SO 2 H 2 SO 4 b) Li + N 2 Li 3 N c) KNO 3 KNO 2 + O 2 d) C 6 H 14 O + O 2 CO 2 + H 2 O e) Al(NO 3 ) 3 + Na 2 S Al 2 S 3 + NaNO 3 f) Mg 3 N 2 + H 2 O Mg(OH) 2 + NH 3 1) Cuántos gramos de H 2 O se forman a partir de la conversión total de 32 g O 2 en presencia de H 2, según la ecuación: 2H 2 + O 2 2H 2 O? 2) Cuántos gramos de óxido de hierro Fe 2 O 3, se pueden producir a partir de 2,5 g de oxígeno que reaccionan con hierro sólido? 3) Las bolsas de aire para automóvil se inflan con N 2 cuando se descompone rápidamente azida de sodio, NaN 3, en los elementos que la componen según la reacción : 2NaN 3 2Na + 3N 2 Cuántos gramos de azida de sodio se necesitan para formar 5.00 g de nitrógeno gaseoso? 4) Un producto secundario de la reacción que infla las bolsas de aire para automóvil es sodio, que es muy reactivo y puede encenderse en el aire. El sodio que se produce durante el proceso de inflado reacciona con otro compuesto que se agrega al contenido de la bolsa, KNO 3, según la reacción 10Na + 2KNO 3 K 2 O + 5Na 2 O + N 2 Cuántos gramos de KNO 3 se necesitan para eliminar 5.00 g de Na? 5) Qué masa de magnesio se necesita para que reaccione con 9.27 g de nitrógeno? Mg + N 2 Mg 3 N 2 6) El CO 2 que los astronautas exhalan se extraer de la atmósfera de la nave espacial por reacción con KOH: CO 2 + 2KOH K 2 CO 3 + H 2 O Cuántos kg de CO 2 se pueden extraer con 1.00 kg de KOH? 7) El octano se quema de acuerdo con la siguiente ecuación: 2C 8 H O 2 16CO H 2 O Cuántos gramos de CO 2 se producen cuando se queman 5.00 g de C 8 H 18? 8) El alcohol etílico se quema de acuerdo con la siguiente ecuación: C 2 H 5 OH + 3O 2 2CO 2 + 3H 2 O

11 9) Cuántos moles de CO 2 se producen cuando se queman 3.00 mol de C 2 H 5 OH de esta manera.? 10) Si 3.00 mol de SO 2 gaseoso reaccionan con oxígeno para producir trióxido de azufre, cuántos moles de oxígeno se necesitan? 11) La fermentación de glucosa, C 6 H 12 O 6, produce alcohol etílico, C 2 H 5 OH, y dióxido de carbono: C 6 H 12 O 6 (ac) 2C 2 H 5 OH(ac) + 2CO 2 (g) Cuántos gramos de etanol se pueden producir a partir de 10.0 g de glucosa? 12) El carburo de silicio, SiC, se conoce por el nombre común de carborundum. Esta sustancia dura, que se utiliza comercialmente como abrasivo, se prepara calentando SiO 2 y C a temperaturas elevadas: SiO 2 (s) + 3C(s) SiC(s) + 2CO(g) Cuántos gramos de SiC se pueden formar cuando se permite que reaccionen 3.00 g de SiO 2 y 4.50 g de C? 13) Qué masa de cloruro de plata se puede preparar a partir de la reacción de 4.22 g de nitrato de plata con 7.73 g de cloruro de aluminio? AgNO 3 + AlCl 3 Al(NO 3 ) 3 + AgCl 14) En la reacción: Fe(CO) 5 + 2PF 3 + H 2 Fe(CO) 2 (PF 3 ) 2 (H) 2 + 3CO Cuántos moles de CO se producen a partir de una mezcla de 5.0 mol de Fe(CO) 5, 8.0 mol PF 3, y 6.0 mol H 2? Cual es el reactivo limitante? Cuánto sobra del reactivo en exceso? 15) En la reacción 3NO 2 + H 2 O 2HNO 3 + NO, Cuántos gramos de HNO 3 se pueden formar cuando se permite que reaccionen 1.00 g de NO 2 y 2.25 g de H 2 O? Cual es el reactivo limitante? Cuánto sobra del reactivo en exceso? 16) El cloruro de calcio reacciona con nitrato de plata para producir un precipitado de cloruro de plata, según la reacción: CaCl 2 (aq) + 2 AgNO 3 (aq) AgCl(s) + Ca(NO 3 ) 2 (aq) En un experimento se obtienen g de precipitado. Si el rendimiento teórico del cloruro de plata es 2.45 g. Cuál es el rendimiento en tanto por ciento? 17) Cuando se prepara H 2 O a partir de hidrógeno y oxígeno, si se parte de 4.6 mol de hidrógeno y 3.1 mol de oxígeno, cuántos moles de agua se pueden producir y qué permanece sin reaccionar?

12 18) El metal sodio reacciona con agua para dar hidróxido de sodio e hidrógeno gas: 2 Na(s) + 2 H 2 O(l) NaOH(aq) + H 2 (g) Si 10.0 g de sodio reaccionan con 8.75 g de agua: Cuál es el reactivo limitante? 19) El vinagre (HC 2 H 3 O 2 ) y la soda (NaHCO 3 ) reaccionan produciendo burbujas de gas CO 2 (dióxido de carbono): HC 2 H 3 O 2 (aq) + NaHCO 3 (s) NaC 2 H 3 O 2 (aq) Si 5.00 g de vinagre reaccionan con 5.00 g de soda. Cuál será el reactivo en exceso? 20) Una muestra de glucosa C 6 H 12 O 6, contiene 4.0 x átomos de carbono. Cuántos átomos de hidrógeno y cuántas moléculas de glucosa contiene la muestra? 21) Con base en la fórmula estructural siguiente, calcule el porcentaje de carbono presente. (CH 2 CO) 2 C 6 H 3 (COOH) 22) Cuál es la masa en gramos de mol de sacarosa,c 12 H 22 O 11? 23) Determine la fórmula empírica de un compuesto que contiene 52.9% de aluminio y 47.1% de oxígeno. 24) Indique la fórmula empírica del compuesto siguiente si una muestra contiene 40% de C, 6.7 % de H y 3.3 % de O en masa.