ELECTROQUÍMICA. Se discutirán en la clase práctica algunos de los siguientes ejercicios de Brown: Capítulo 20: 5, 7, 13, 21, 23, 33, 39, 47, 51

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Emilio Xavier Murillo Sánchez
hace 5 años
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1 REPARTIDO 8 ELECTROQUÍMICA 2007 Bibliografía: - Química, La Ciencia Central, T.L.Brown, H.E.LeMay, Jr., B. Bursten. Ed. Prentice-Hall, México, 1998, 7 ma Ed. Capítulo 20, APENDICE E Ejercicios recomendados del Brown: Capítulo 20: todos Se discutirán en la clase práctica algunos de los siguientes ejercicios de Brown: Capítulo 20: 5, 7, 13, 21, 23, 33, 39, 47, 51 Ejercicios tipo parcial Las preguntas 1 y 2 se refieren a la reacción: a FeCl 2 (ac) + b KMnO 4 (s) + c HCl (ac) d FeCl 3 (ac) + e MnCl 2 (ac) + f KCl (ac) + g H 2 O (l) E o Fe 3+ / Fe 2+ = V E o MnO - 4 / Mn 2+ = V 1) Los coeficientes estequiométricos para los reactivos de la reacción balanceada son: a) a = 2; b = 1; c = 4 b) a = 5; b = 2; c = 5 c) a = 1; b = 5; c = 3 d) a = 5; b = 1; c = 8 2) El potencial estándar para la reacción en V es: a) 3,265 b) 0,181 c) +1,361 d) +2,179 Las preguntas 3 a 5 están referidas a la siguiente reacción de oxidación reducción no igualada: _ H 2 SO 4 + _ KIO 3 + _ K 2 SO 3 _ I 2 + _ K 2 SO 4 + _ H 2 O 3) La semirreacción de oxidación, según el método del ion-electrón, es: a) 12 H IO e - I H 2 O 2-2- b) SO 3 + H 2 O SO H e - c) 2 I e - 2 I 0 d) S 4+ S e - 4) El agente oxidante es: a) H 2 SO 4 b) I 2 c) KIO 3 d) K 2 SO 3 5) Para la producción de un mol de I 2, el intercambio de electrones es de: a) 1 b) 2 c) 5 d) 10

2 6) Para la producción de un mol de I 2, la suma de los coeficientes estequiométricos de la reacción igualada es: a) 6 b) 9 c) 15 d) 17 7) En cuál de las siguientes semi-reacciones se consumen dos moles de e - por mol de reactivo? a) Hg 2+ a Hg 2 2+ b) Al 3+ a Al c) N 2 a N 2 H 4 (medio básico) d) ClO - a Cl - (medio básico) 8) Para la reacción de oxidación-reducción en medio básico: sulfuro + iodo sulfato + ioduro, indique cuál de las siguientes ecuaciones corresponde a la semirreacción de oxidación: a) I e 2I - b) S OH - SO H 2 O + 6 e c) S H 2 O + 8e SO H + d) S OH - + 8e SO H 2 O 9) El dicromato de potasio oxida al sulfito de sodio a sulfato, en medio ácido sulfúrico, reduciéndose a cromo(iii). Indique cuál de las siguientes relaciones estequiométricas corresponde a la reacción igualada: a) 1 mol de sulfito de sodio produce un mol de sulfato de cromo(iii) b) 3 moles de dicromato de potasio reaccionan con 1 mol de sulfito de sodio c) 1mol de sulfito de sodio reacciona con 1 mol de dicromato de potasio d) 1 mol de sulfito de sodio reacciona con 1/3 mol de dicromato de potasio 10) El permanganato de potasio oxida al cloruro de potasio a cloro en medio nítrico, reduciéndose a manganeso (II). Indique cuál de las siguientes afirmaciones es correcta: a) 2 mol de permanganato de potasio reacciona con 5 mol de cloruro de potasio b) 1 mol de permanganato de potasio reacciona con 5 mol de cloruro de potasio c) 1 mol de permanganato de potasio reacciona con 1 mol de cloruro de potasio d) 1 mol de permanganato de potasio reacciona con 2 mol de cloruro de potasio 11) Indique cuál de las siguientes afirmaciones sobre reacciones redox es correcta: a) las reacciones redox comprenden la transferencia de electrones de un átomo que se reduce a uno que se oxida b) en una reacción redox la sustancia que se oxida se denomina agente reductor y la que se reduce se denomina agente oxidante c) un buen agente oxidante tendrá un potencial estándar de oxidación muy alto sin importar el signo d) cuanto más negativo sea el valor del potencial estándar para una semi-reacción dada, mayor será la tendencia a que ocurra tal como está escrita. 12) Indique cuál de las siguientes afirmaciones sobre procesos electroquímicos es correcta: a) En una celda voltaica, los electrones transferidos en la reacción pasan a través de una vía externa b) En una celda voltaica, el electrodo al que se le asigna signo negativo se denomina cátodo c) Para los electrones es favorable, desde el punto de vista energético, fluir del cátodo al ánodo en una celda voltaica d) En una celda electrolítica, al electrodo donde ocurre la oxidación se le asigna signo negativo

3 13) En relación a los potenciales redox siguientes, indique cuál de las siguientes series está ordenada según poder oxidante creciente (en condiciones estándar): a) As 2 O 3 < Pb < H 2 < Br - b) H + < H 3 AsO 4 < Pb 2+ < Br E o Pb 2+ /Pb = -0,126 V E o H + /H 2 = 0,00 V 2 c) Br 2 < H + < Pb 2+ < H 3 AsO E (Br 2 /Br - ) = +1,06 E o H 3 AsO 4 / As 2 O 3 = -0,18 V 4 d) H 3 AsO 4 < Pb 2+ < H + < Br 2 14) Cuál de las especies siguientes, en condiciones estándar, depositaría Ag a partir de una solución de AgNO 3, 1 M? a) Rh b) Mn 2+ c) Zn 2+ d) Fe 3+ E (Rh 3+ /Rh) E (Zn 2+ /Zn) E (Fe 3+ / Fe 2+ ) E (Ag + /Ag) E (MnO 4 - /Mn 2+ ) - 0,800 V - 0,763 V +0,771 V + 0,799 V +1,51 V 15) Dados los siguientes datos, Cuál de las siguientes especies deposita Ni(s) a partir de una solución de Ni 2+ (ac) 1M en condiciones estándar? a) Cd 2+ b) Sn c) Cu 2+ d) Fe 2+ 16) El potencial de la reacción 2 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O, para las siguientes condiciones experimentales: p(o 2 ) = 2.5 atm y p(h 2 ) = 5 atm a) está comprendido entre 1.3 y 1.1 V E O 2 /H 2 O = 1.23V b) está comprendido entre 1.1 y 1.3 V E H + /H 2 = 0.0V c) es el opuesto del potencial estándar de reducción del O 2 d) es igual al potencial estándar de reducción del O 2 Las preguntas 10 a 12 se refieren a una celda voltaica basada en la siguiente reacción: Sn (s) + 2 H + (ac) Sn 2+ (ac) + H 2 (g) E o Sn 2+ /Sn = -0,136V E o H + /H 2 = 0,000V Se mide la concentración de Sn 2+ (1,2 M) y la presión de H 2 (1 atm) 17) Calcule E (en V) en medio ácido 1M a) 0,136 b) +0,067 c) +0,134 d) +0,163 18) Calcule E (en V) en medio neutro a) 0,279 b) 0,073 c) +0,032 d) +0,340 19) Calcule G o (en kj) para la reacción a 298 K (1F = C) a) 26,2 b) 25,9 c) +13,1 d) +14,1 Ni 2+ /Ni Cd 2+ /Cd Sn 2+ /Sn Cu 2+ /Cu + Fe 3+ /Fe 2+ E o red -0,280-0,403-0,136 +0,153 +0,771 Las preguntas están referidas a la siguiente situación Se construye una celda voltaica basada en la reacción: O 2 (g) + 4 H + (ac) + 4 Fe 2+ (ac) 4 Fe 3+ (ac) + 2 H 2 O (l) DATOS: E o Fe 3+ /Fe 2+ = 0,77 V E o O 2 /H 2 O = 1,23 V R = 8,31 J/mol K F = C T = 298K

4 20) Indique cuál de las siguientes semi-reacciones transcurre en el ánodo a) O 2 (g) + 4H + (ac) + 4e 2 H 2 O (l) b) Fe 2+ (ac) Fe 3+ (ac) + e c) 4Fe 3+ (ac) + 4e 4Fe 2+ (ac) d) H 2 O O 2 (g) + H + (ac) + e 21) Indique cuál de las siguientes afirmaciones es correcta a) los electrones fluyen del cátodo al ánodo b) en el electrodo negativo transcurre la reducción c) se asigna signo negativo al cátodo d) los iones negativos del puente salino fluyen hacia el ánodo 22) Calcule la K a 298K: a) 1,4 x b) 7,3 x c) 5,0 x d) no puede calcularse 23) Calcule el potencial generado por la pila cuando la relación de las concentraciones [Fe 3+ ]/[Fe 2+ ] = 0,25, ph = 0 y po 2 = 1atm a) 0,469 b) 0,496 c) 0,542 d) 0,602 24) Calcule la [H + ], en M, necesaria para que E = 0,319 V, cuando la relación de las concentraciones [Fe 3+ ]/[Fe 2+ ] = 0,25 y po 2 = 1atm a) 1,10 x 10-9 b) 1,02 x 10-3 c) 1,37 x d) 3,99 x Las preguntas 25 y 26 se refieren a la siguiente reacción: 2 Cu + (ac) Cu 2+ (ac) + Cu (s) E o Cu 2+ /Cu + = +0,153V E o Cu + /Cu = +0,521V 25) Calcule la constante de equilibrio a 298 K para la reacción de desproporcionación de Cu + : a) 1,28 x 10-5 b) 1,69 x 10 6 c) 2,86 x d) 4,79 x F = C R = 8,31 J/mol K 26) Cuál es la relación [Cu 2+ ]/[Cu + ] 2 si E = 0,290 V? a) 4,6 b) 11 c) 17 d) 21 27) El potencial estándar, en V, para la semirreacción: Fe Fe e - es: a) 0,330 Datos: b) -0,036 Fe e - Fe E 0 = 0,44V c) 0,367 d) No se puede determinar con los datos Fe +3 + e - Fe +2 E 0 = - 0,77V e) Ninguna de las anteriores

5 28) Se electroliza una solución de Cr 3+ durante 24 horas con una corriente de 0,850 A. Los gramos de Cr (PA Cr = 52) depositados en ese tiempo son: a) 0,004 b) 3,664 F = C c) 13,19 d) 39,57 29) Se desea producir electrolíticamente un kilo de los siguientes metales a partir de Cr +3, Fe +3, Zn +2, Mg +2 y Na +. Si se utiliza una corriente de 5 A, demora más tiempo la producción de: a) Cr (PA = 52) b) Fe (PA = 56) c) Mg (PA = 24) d) Zn (PA = 65) e) Na (PA = 23) 30) Se electroliza una solución de Ni 2+ durante 20 minutos con una corriente de 1,5 A. Calcule los gramos de Ni (PA = 58,71) depositados en el cátodo si la eficiencia de corriente es de 85% a) 0,68 F = C b) 0,55 c) 0,47 d) 0,93 opciones correctas preg d b b c d e d e d b preg b a d a e b c a a b preg d a b b b d b c c c

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