Física 4º E.S.O. 2014/15

Transcripción

1 Física 4º E.S.O. 2014/15 Problemas de Química Ficha número Ajusta las siguientes reacciones químicas: a) Na 2 CO 3 + HCl NaCl + CO 2 + H 2 O (Sol: Na 2 CO HCl 2 NaCl + CO 2 + H 2 O) b) PBr 3 + H 2 O HBr + H 3 PO 3 (Sol: PBr H 2 O 3 HBr + H 3 PO 3 ) c) CaO + C CaC 2 + CO (Sol: CaO + 3 C CaC 2 + CO) 2.- a) Cuántos moles hay en 300 g de metano? (Sol:18,75 moles) 23 b) Y cuántas moléculas? (Sol: 112,93 10 moléculas) Datos: A r (C) = 12 u A r (H) = 1 u 3.- Cuántos moles contienen 100 g de selenio? Dato: A r (Se) = 78,9 u. (Sol: 1,267 moles) 4.- Calcula la masa en gramos de una molécula de agua. Datos: A r (H) = 1 u; A r (O) = 16 u (Sol: 2, g) 5.- Calcula la masa de agua que contienen 0,23 moles de agua. Datos: A r (H) = 1 u; A r (O) = 16 u (Sol: 4,14 g) Cuántos moles de nitrógeno hay en 1,2 10 moléculas? Dato: A r (N) = 14 u (Sol: 1,993 moles) 7.- El butano (C 4 H 10 ) reacciona con el oxígeno atmosférico (O 2 ) y produce dióxido de carbono (CO 2 ) y el agua (H 2 O). Calcula los moles de oxígeno necesarios para quemar una bombona de 200 g de butano. (Sol: 22,42 moles). Datos: A r (C) = 12 u; A r (H) = El hidrógeno y oxígeno moleculares (H 2 y O 2 respectivamente) reaccionan entre sí para formar agua. Cuántos moles de agua se formarán a partir de 100 g de hidrógeno? (Sol: 50 moles). Datos: A r (H) = 1 u 9.- El hidrógeno (H 2 ) se combina con el nitrógeno (N 2 ) para formar amoníaco (NH 3 ). Cuántos litros de hidrógeno se necesitarán para obtener 0,5 litros de amoníaco, todo ello en condiciones normales? (Sol: 0,75 litros). Datos: A r (H) = 1 u; A r (N) = 14 u 10.- La reacción entre el monóxido de carbono (CO) y el oxígeno (O 2 ) produce dióxido de carbono (CO 2 ). Calcula el volumen de oxígeno, medido en condiciones normales, necesario para reaccionar con 40 L de CO, medidos en las mismas condiciones. (Sol: 20 L) 11.- En disolución acuosa, el carbonato de sodio (Na 2 CO 3 ) reacciona con el cloruro de calcio (CaCl 2 ) y se obtiene un precipitado de carbonato de calcio (CaCO 3 ) y cloruro de sodio (NaCl). Si obtenemos 225 g de carbonato de calcio, calcula la masa de carbonato de sodio que utilizaremos. (Sol: 238,5 g) 1

2 12.- Al hacer reaccionar aluminio metálico con yodo se obtiene triyoduro de aluminio. Calcula la masa de este producto que se obtendrá a partir de 25 g de yodo. (Sol: 26,8 g) 13.- La combustión del propano (C 3 H 8 ) en presencia del oxígeno (O 2 ), produce dióxido de carbono (CO 2 ) y vapor de agua (H 2 O). Calcula el volumen de oxígeno, medido en condiciones normales, necesario para quemar totalmente 25 g de propano. (Sol: 63,6 l) 14.- En la reacción entre el ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) y el hierro (Fe) se forma sulfato de hierro (II), (FeSO 4 ), y se desprende hidrógeno (H 2 ). Calcula el volumen de este gas, en condiciones normales, que se producirá a partir de 15 g de hierro. (Sol: 6 L) 15.- Calcula la masa de amoníaco (NH 3 ) que se obtiene si hacemos reaccionar 12,1 L de nitrógeno gas (N 2 ) con hidrógeno gas (H 2 ). Todos los volúmenes de gases se miden en condiciones normales. (Sol: 18,4 g) 16.- Escribe la ecuación de reacción entre el carbono (C) y el agua (H 2 O) para formar monóxido de carbono (CO) e hidrógeno gas (H 2 ) y calcula la masa de carbono necesaria para obtener 100 L de H 2 en condiciones normales y el volumen de monóxido de carbono, en las mismas condiciones, que se formará. (Sol: 53,6 g; 100 L) 17.- A partir de 11 L de flúor (F 2 ) que reacciona con hidrógeno (H 2 ) se obtiene ácido fluorhídrico. Si la reacción se da con un 79% de rendimiento, qué volumen de ácido fluorhídrico se obtendrá? (Sol: 17,38 L de HF) 18.- A partir de 14 L de cloro (Cl 2 ) que reacciona con hidrógeno (H 2 ) se obtiene ácido clorhídrico. Si la reacción se da con un 58% de rendimiento, cuánto ácido clorhídrico se obtendrá? (Sol: 16,24 L de HCl) 19.- La combustión de 0,252 g de 2,2,3-trimetilbutano (C 7 H 16 ) produjo 338 ml de dióxido de carbono en condiciones normales. Sabiendo que también se produce agua, cuál fue el rendimiento de la reacción? (Sol: 85,6%). Datos: Masas atómicas: C = 12 u, H = 1 u, O = 16 u 20.- Deseamos obtener 3 L de hidrógeno gas, medidos a 25ºC y 722 mm de presión, mediante la reacción entre el ácido clorhídrico y el aluminio (Al). En la reacción se produce, además, cloruro de aluminio (AlCl 3 ). Calcula los gramos de aluminio necesarios. (Sol: 2,1 g) 21.- La combustión de gas butano (C 4 H 10 ) en presencia de oxígeno produce dióxido de carbono y agua. Calcula la masa de butano que debe quemarse para producir 145 L de CO 2, medidos a 75 ºC y 750 mm de presión. (Sol: 72,7 g) 2

3 22.- El ácido clorhídrico reacciona con el aluminio (Al) y se produce cloruro de aluminio e hidrógeno gas (H 2 ). Si queremos obtener 140 litros de hidrógeno, medidos a 20 ºC y 740 mm de presión, calcula: a) La masa de aluminio que se necesitará. (Sol: 102 g) b) La masa de cloruro de aluminio que se obtendrá. (Sol: 502,85 g) DATOS: A r (Cl) = 35,5 u A r (Al) = 27 u 23.- El nitrito de amonio (NH 4 NO 2 ) se descompone por acción del calor y produce nitrógeno gas (N 2 ) y vapor de agua (H 2 O). Calcula cuántos litros de nitrógeno gas, medidos a 30 ºC y 2 atm de presión, se obtienen por descomposición de 25 g de nitrito de amonio. (Sol: 4,9 litros) 24.- Calcula cuántos litros de hidrógeno gas (H 2 ), medidos a 298 K y 725 mm de Hg de presión, habrá que combinar con nitrógeno gas (N 2 ) para obtener 30 g de amoníaco. (Sol: 68,2 L) 25.- A temperatura elevada, el carbono reacciona con vapor de agua y produce monóxido de carbono e hidrógeno. Calcula el volumen de monóxido de carbono, medidos a 500 ºC y 850 mm de presión, que se obtendrá a partir de 250 g de carbono. (Sol: 1181 L) 26.- El hidrogenocarbonato de sodio se obtiene mediante la reacción NH 3 (g) + CO 2 (g) + H 2 O (l) + NaCl (aq) NaHCO 3 (s) + NH 4 Cl (aq) Calcula cuántos litros de amoniaco, medidos a 25ºC y 2 atm se necesitan para preparar 1 kg de hidrogenocarbonato sódico, suponiendo un rendimiento del 50%. (Sol: 290,91 L) DATOS: A r (Na) =23 u; A r (C) = 12 u; A r (H) = 1 u; A r (O) = 16 u 27.- Al reaccionar con cloruro de hidrógeno, a partir de 140 g de carbonato cálcico (CaCO 3 ) se obtiene, a 23ºC y 760 mm de Hg, 25 L de dióxido de carbono. Sabiendo que también se produce cloruro de calcio y agua, cuál ha sido el rendimiento de la reacción? (Sol: 73%) Datos: Masas atómicas: Ca = 40 u, C = 12 u, Cl = 35,5 u, H = 1 u, O = 16 u 28.- A partir de 345 g de yodato potásico (KIO 3 ) se obtienen, a 20ºC y 740 mm de Hg, 30 L de oxígeno. Sabiendo que también se produce yoduro de potasio (KI), cuál ha sido el rendimiento de la reacción? (Sol: 47%). Datos: Masas atómicas: I = 127 u, K = 39 u, O = 16 u 29.- Se ponen en un recipiente cerrado 250 gramos de propano y 400 gramos de oxígeno. Determina el reactivo limitante y calcula los gramos de reactivo en exceso y la masa de agua que se forma. (Sol: reactivo limitante es el oxígeno, 150 gramos de propano sin reaccionar, 180 g de agua) C3H8 O2 CO2 H 2O 3

4 30.- El nitrógeno (N 2 ) reacciona con el hidrógeno (H 2 ) para producir amoniaco. Los reactivos y los productos están en estado gaseoso. En un recipiente que contiene 100 gramos de nitrógeno y 100 gramos de hidrógeno se produce la reacción química anterior. a) Indica el reactivo limitante y calcula los gramos de reactivo en exceso. (Sol: reactivo limitante es el nitrógeno y sobran 78,57 gr de hidrógeno) b) Calcula el volumen de amoniaco que se produce medido a 720 mm de Hg y 22 ºC. (Sol: 182,3 L) 31.- El hidruro de calcio reacciona con el agua líquida para producir hidróxido de calcio e hidrógeno gaseoso (H 2 ). En un recipiente con 60 g de agua añadimos 80 gr de hidruro de calcio. Calcula: a) El reactivo limitante y los gramos de reactivo que sobran. (Sol: el reactivo limitante es el agua y sobran 9,84 gramos) b) Los moles de hidróxido de calcio que se obtienen. (Sol: 1,7 moles) 32.- Calcula la concentración, en porcentaje en masa, de la disolución obtenida al mezclar 10 g de carbonato de sodio en 100 g de agua destilada. (Sol: 9,09%) 33.- La densidad de 200 ml de disolución de yoduro de potasio en agua al 40% en masa es de 1,2 g/cm 3, qué masa de soluto y disolvente se hallan presentes? (Sol: 96 g, 144 g respectivamente) 34.- Calcula la masa de nitrato de hierro(ii), Fe(NO 3 ) 2, existente en 100 ml de disolución acuosa al 6% en masa. Dato: densidad de la disolución 1,16 g/ml. (Sol: 6,96 g) 35.- Mezclamos 100 ml de aceite y 12 L de gasolina. Calcula el porcentaje en volumen de aceite. (Sol: 0,83%) 36.- Se desea preparar 600 ml de disolución de alcohol en agua al 10% en volumen. Calcula el volumen de alcohol y agua destilada que deben mezclarse. (Sol: 60 ml y 540 ml) 37.- Calcula la molaridad de una disolución que contiene 12 g de carbonato de sodio, Na 2 CO 3, en 1,3 L de disolución. (Sol: 0,085 mol/l ó 0,085 molar). Masas atómicas: Na=23 u, C=12 u, O=16 u 38.- Calcula la molaridad de la disolución obtenida al disolver 40 g de bromuro de potasio, KBr, en agua hasta completar 500 ml de disolución. (Sol: 0,68 mol/l ó 0,68 molar). Masas atómicas: K=39 u, Br=80 u 39.- Calcula la molalidad de una disolución formada por 30 g de cloruro de sodio, NaCl, en 500 g de agua. (Sol: 1,02 mol/kg o 1,02 molal). Masas atómicas: Na=23 u, O=16 u, H=1 u 40.- Determina la molalidad de: a) Una disolución obtenida disolviendo 10 g de hidróxido de sodio en 200 ml de agua. (Sol: 1,25 mol/kg) 4

5 b) Una disolución de KNO3 al 20% en masa. (Sol: 2,5 mol/kg) Masas atómicas: Na=23 u, C=12 u, O=16 u, K=39 u, N=14 u 41.- Calcula la fracción molar de una disolución formada por 30 g de cloruro de sodio y 500 g de agua. (Sol: X(NaCl)=0,018, X(H 2 O)=0,982). Masas atómicas: Na=23 u, Cl=35,5 u, H=1 u, O=16 u 42.- Calcula la molalidad y la fracción molar de etanol, C 2 H 6 O, en una disolución de 20 g de etanol en 100 g de agua. (Sol: 4,3 molal, X(C 2 H 6 O)=0,072). Masas atómicas: C=12 u, H=1 u, O=16 u 43.- Al disolver 100 g de ácido sulfúrico en 400 g de agua, obtenemos una disolución de densidad 1120 kg/m 3. Calcula la molaridad y la molalidad y las fracciones molares de soluto y de disolvente. (Sol: 2,27 mol/l; 2,55 molal; X(H 2 SO 4 )=0,044; X(H 2 O)=0,956). Masas atómicas: H=1 u, S=32 u, O=16u 44.- Disponemos de una disolución acuosa de ácido clorhídrico al 10% en masa. Si su densidad es 1056 kg/m 3, calcula: a) La molaridad del soluto. (Sol: 3 molar) b) La molalidad. (Sol: 3 molal) c) Las fracciones molares del soluto y del disolvente. (X(HCl)=0,052; X(H 2 O)=0,948) Masas atómicas: Cl=35,5 u, H=1 u, O=16 u 45.- Calcula la molaridad, la molalidad y la fracción molar de soluto de una disolución acuosa de ácido nítrico, HNO 3, al 50% en masa y densidad 1200 kg/m 3. (Sol: 6,38M; 8m; X(HNO 3 )=0,126). Masas atómicas: H=1 u, N=14 u, O=16 u 46.- Se disuelven en agua 100 g de hidróxido de potasio hasta obtener 2 L de disolución. Sabiendo que la densidad de la misma es de 1,01 g/cm 3, calcula: a) La concentración de la disolución en porcentaje en masa. (Sol: 4,95%) b) La molaridad. (Sol: 0,89 mol/l) c) La molalidad. (Sol: 0,93 mol/kg) d) Las fracciones molares del soluto y del disolvente. (Sol: Xsoluto=0,024; Xdisolvente=0,976) Masas atómicas: K=39 u, H=1 u, O=16 u 47.- Se disuelven 5 ml de ácido nítrico comercial del 70% y de densidad 1,42 g/ml en agua destilada y posteriormente se completa con más agua destiladada hasta formar 1 L de disolución. Calcula la molaridad de la misma. (Sol: 0,08 mol/l). Masas atómicas: N=14 u, H=1 u, O=16 u 48.- Un ácido sulfúrico concentrado tiene una densidad de 1,8 g/cm 3 y una pureza del 90,5%. Calcula: a) Su concentración en g/l. (Sol: 1629 g/l) b) El volumen necesario para preparar un cuarto de litro de disolución 0,2 M. (Sol: 3 cm 3 ) Masas atómicas: S=32 u, H=1 u, O=16 u 5

6 49.- Mezclamos 400 ml de una disolución 0,5 M de amoniaco con 100 ml de una disolución 2 M de la misma sustancia. Qué concentración en molaridad tendrá la disolución resultante? (Sol: 0,8 M). Masas atómicas: H=1 u, N=14 u 6