REACCIONES DE QUÍMICA INORGÁNICA. RENDIMIENTO Y RIQUEZA.

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1 PROBLEMAS ESTEQUIOMETRÍA 1º BACH. REACCIONES DE QUÍMICA INORGÁNICA. RENDIMIENTO Y RIQUEZA. 1. El cloruro amónico con hidróxido de calcio produce al reaccionar cloruro de calcio, amoníaco y agua. Si el rendimiento de la reacción ha sido del 85%, cuántos gramos de cloruro de amonio se necesitan para obtener 250 cc de una disolución 0,5 M de amoníaco. (Sol. 7,87 g) 2. El ácido clorhídrico actúa sobre el dióxido de manganeso dando cloro gas, cloruro de manganeso de manganeso (II) y agua. Si se han obtenido 25 ml de gas a 740 mm de Hg y 15ºC. Calcula: a) Los gramos de ácido del 20% que se gastaron. (Sol. 0,75 g) b) Si se partía de 0,12 gramos de dióxido de manganeso, cuántos gramos había de impurezas? (Sol. 0,031 g de impurezas) 3. Un ácido clorhídrico (75% y d=1,6 g/cc) se vierte sobre un trozo de hierro de 30 g y 60% de riqueza, produciendo cloruro de hierro (III) y también hidrógeno. Calcula: a) El volumen de hidrógeno recogido a 25ºC y 1200 mm de Hg. b) El volumen de ácido que se necesitó. (Sol. 29,33 ml) c) Molaridad y molalidad de dicho ácido. d) El volumen de dicho ácido que se necesitaría para preparar una disolución de medio litro de un ácido 6M. (Sol. 91,25 ml) 4. Calentando carbonato cálcico a 600ºC se descompone dando dióxido de carbono y óxido de cálcio hasta la presión de 3800 mm Hg. Si se dispone de una tonelada de caliza con una riqueza del 80% en carbonato de calcio, calcula: a) Las moléculas de dióxido de carbono que se recogen. (Sol. 4, ) b) Los gramos de óxido de calcio que quedan como residuo. (Sol g) c) El volumen mínimo del horno para que se descomponga la caliza. (Sol ,6 L) 5. Sobre 20 gramos de cobre del 80% de riqueza actúa un ácido sulfúrico (d=1,8 g/cc y 90% de riqueza) dando sulfato de cobre (II), dióxido de azufra y agua. Calcula: a) Los gramos de sulfato de cobre (II) que se forman. (Sol. 40,19 g) b) Los litros de dióxido de azufre recogidos a 28ºC y 800 mm Hg. (Sol. 5,91 L) c) El volumen de ácido que se necesitó. (Sol. 30,485 ml) d) La molaridad y la molalidad del mismo. e) El volumen de dicho ácido que habría que coger para obtener 600 cc de un ácido sulfúrico 8 M. (Sol. 290,37 ml) 6. Descomponiendo el clorato de potasio con el calor se obtiene oxígeno y cloruro de potasio. Si se parte de un clorato del 80% de riqueza y se obtienen 5 litros de oxígeno en condiciones de 15ºC y 750 mm Hg, calcula: a) Los gramos de clorato que se necesitan. (Sol. 20,6 g) b) Los centímetros cúbicos de benceno (C 6 H 6 ) de d= 0,88 g/cc y 92% que se podrían quemar con el oxígeno obtenido.

2 7. El ácido clorhídrico reacciona con el dióxido de manganeso para producir gas cloro, bicloruro de manganeso y agua. Si se han obtenido 25 ml de gas cloro medidos a 740 mm Hg y 15ºC a partir de 0,120 gramos de pirolusita (dióxido de manga neso), calcula: a) La riqueza en dióxido de manganeso de la pirolusita. (Sol. 74%) b) La cantidad del ácido del 20% de riqueza que se gastó. (0,75 g) 8. El ácido clorhídrico reacciona sobre las calizas (carbonato de calcio) produciendo cloruro de calcio, dióxido de carbono y agua. Qué cantidad de caliza con una riqueza del 85% se necesita para obtener 10 L de dióxido de carbono, si las condiciones de la reacción con 18ºC y 752 mm Hg, y el rendimiento de la misma del 75%? (Sol. 65,07 g) 9. Calentando nitrito amónico se obtiene nitrógeno gas y agua. Si se han obtenido 10 litros de nitrógeno a 25ºC y 800 mm Hg partiendo de 30 gramos de nitrito amónico, qué tanto por ciento de la muestra se descompuso? (Sol. 91,88%) 10. Sobre 80 g de caliza con una riqueza en carbonato de calcio del 85% actúa un ácido clorhídrico (d= 1,12 g/ml y 80%) obteniéndose cloruro de calcio, dióxido de carbono y agua en el proceso. Calcula: a) Molaridad del ácido utilizado y volumen del mismo que se necesitó del mismo. b) Si el rendimiento del proceso es del 60%, los litros de dióxido de carbono que se recogieron, si las condiciones externas fueron de 20ºC y 740 mmhg. (Sol. 10,06 L) 11. Calentando cloruro de amonio del 80% de riqueza se han obtenido 10 L de amoníaco a 25ºC y 1200 mmhg, produciéndose, además, cloruro de hidrógeno. Si el rendimiento del proceso ha sido del 70%, cuántos gramos del compuesto se descompusieron? (Sol. 61,525 g) 12. Al reaccionar cloruro de amonio con óxido de calcio, se produce amoníaco, cloruro de calcio y agua. Si se parte de 25 g de cloruro del 80% de riqueza y la reacción tiene un rendimiento del 75%, calcula: a) El volumen de amoníaco que se obtiene en condiciones normales. (Sol. 6,28 L) b) La cantidad de cal (óxido de calcio) necesaria si su purez a es del 80%. (Sol. 13,08g) 13. Al reaccionar carbonato de sodio con un ácido sulfúrico (d= 1,8 g/ml y 80%) produce dióxido de carbono, agua y sulfato de sodio. Si se ha obtenido el gas (dióxido de carbono) suficiente para llenar un recipiente cúbico de 2m de arista a presión de 500 mmhg y 50ºC, y el rendimiento del proceso ha sido del 80%, calcula: a) La molaridad y molalidad del ácido. b) El volumen que se necesitó del mismo. (Sol. 16,9L) c) Los gramos de carbonato de sodio que se necesitaron. (Sol ,71 g) 14. La sílice, SiO 2, se disuelve en ácido fluorhídrico y da tetrafluoruro de silicio y agua. Si se desea disolver una muestra de 5 g de arena con un contenido del 90% en dióxido de silicio, calcula: a) El volumen de ácido (d= 1,14 g/ml y 45%) que se ha de utilizar si se consume un exceso del 50% del mismo. (Sol. 17,5 ml)

3 b) Los gramos de tetrafluoruro de silicio que se producen. (Sol. 7,8 g) 15. Calentando nitrato de amonio se obtiene óxido de nitrógeno (I) y agua. Cuántos gramos de nitrato del 80% hay que descomponer por calentamiento para llenar con óxido de nitrógeno (I), llamado gas hilarante, una bombona de 100 litros a 20 atmósferas y -50ºC? (Sol ,34 g) 16. El sulfuro de hierro (II), al reaccionar con ácido clorhídrico, desprende sulfuro de hidrógeno y forma bicloruro de hierro. Al hacer reaccionar una muestra de 30 g con una riqueza del 70% en sulfuro, calcula: a) El volumen de gas desprendido, medido a 760 mmhg y 20ºC. b) El volumen de disolución de ácido clorhídrico 4M gastado. c) Los gramos de bicloruro de hierro formados. 17. El sulfato de amonio se obtiene por reacción entre ácido sulfúrico y amoníaco. Si se quieren obtener 1000 gramos de sulfato, calcula: a) Los litros de amoníaco, medidos a 757 mmhg y 20ºC que se necesitan. b) Los litros de ácido (d= 1,52 g/cc y 62%) que se consumieron en la reacción. c) La molaridad y la molalidad de ácido. 18. El hidróxido de sodio reacciona con el sulfato de amonio y se produce sulfato de sodio, agua y se desprende amoníaco. Si se quieren obtener 100 litros de amoníaco, medidos a 20ºC y 1 atm, calcula: a) La cantidad de sosa (hidróxido de sodio) 1M que hay que gastar, si se ha de utilizar un exceso de la misma del 20%. (Sol. 5 L) b) Cuánto sulfato de amonio del 75% reacciona con la sosa? (Sol. 366,29 g) 19. El ácido nítrico se puede preparar por reacción de nitrato de sodio y ácido sulfúrico; en el proceso se produce, además del nítrico, sulfato de sodio. Qué volumen de sulfúrico (d= 1,75 g/ml y 80%) se necesita para preparar 10 kg de ácido nítrico del 63% de riqueza, si el rendimiento del proceso es del 70%? 20. Calentando hidrógenocarbonato de amonio se produce amoníaco, dióxido de carbono y agua. Si se parte de 15 g del reactivo y se obtienen 3,8 litros de dióxido de carbono recogidos a 798 mmhg y 37ºC, cuál es la pureza del carbonato ácido de partida? (Sol. 82,71%) 21. Se tuestan 10 kg de cinabrio (sulfuro de mercurio (II)) de una riqueza del 75%, con el oxígeno del aire, produciéndose mercurio y dióxido de azufre (gas). Calcula: a) El volumen de dióxido de azufre que se recoge a 1 atm y 27ºC. (Sol. 793,20 L) b) El volumen de mercurio que se obtiene (d= 13,6 g/cc). (Sol. 475,67 ml)

4 REACCIONES DE QUÍMICA INORGÁNICA. REACTIVO LIMITANTE. 22. Se ponen a reaccionar 100 g de cloruro de bario con 115 g de sulfato de sodio para obtener cloruro de sodio y sulfato de bario. a) Cuál es el reactivo limitante? b) Cuántos gramos de cloruro de sodio se pueden preparar? (Sol. 56,25 g) 23. Se vierten 750 cc de ácido sulfúrico 6M sobre 110 g de carbonato de calcio del 78% de riqueza, produciendo sulfato de calcio, dióxido de carbono y agua. a) Cuál es el reactivo limitante? b) Qué volumen se obtiene de dióxido de carbono a 10ºC y 1 atm? (Sol. 19,24 L) 24. La urea se puede obtener haciendo reaccionar amoníaco en presencia de dióxido de carbono según la reacción: 2 NH 3 + CO 2 (NH 2 ) 2 CO + H 2 O Si hacemos reaccionar 100 g de amoníaco con 200 g de dióxido de carbono: a) Cuál de los dos es el reactivo limitante y cuál es el excedente? Cuántos gramos de éste último queda sin reaccionar? (Sol. 70,9 g) b) Cuántos gramos de urea se obtienen suponiendo un rendimiento del 80%? (Sol. 141,18 g) 25. En la reacción del ácido clorhídrico sobre el aluminio se produce cloruro de aluminio y se desprende hidrógeno. Se ponen en contacto en un matraz 30 g de aluminio del 95% de riqueza y 100 ml de ácido clorhídrico (d= 1,17 g/ml y 35%). Calcula: a) La molaridad y la molalidad del ácido. b) Cuál es el reactivo limitante? c) El volumen de hidrógeno que se obtendrá a 25ºC y 740 mm Hg. (Sol. 14,08 L) 26. El tiosulfato de sodio (Na 2 S 2 O 3 ), reacciona con el ácido clorhídrico para producir azufre, dióxido de azufre (gas), cloruro de sodio y agua. Si reaccionan 15 ml de ácido clorhídrico (d= 1,18 g/ml y 35%) con 50 ml de una disolución 0,5 M de tiosulfato de sodio, calcula: a) El reactivo limitante y la cantidad de reactivo sobrante. b) Los gramos de azufre que se han precipitado. (Sol. 0,8 g) c) El volumen de gas que se desprendió, medido a 25ºC y 1 atm. (Sol. 0,61 L) 27. La hidracina, NH 2 NH 2, se utiliza como combustible en los cohetes. Arde en contacto con el peróxido de hidrógeno desprendiendo nitrógeno y agua gaseosos. Si reacciona 1 g de cada uno de los reactivos, calcula: a) El reactivo limitante y la cantidad de reactivo sobrante. (Sol. 0,53 g) b) El volumen de gases desprendidos (agua + nitrógeno). (Sol. 1,65 L)

5 28. Calentando dióxido de silicio mezclado con carbono, se forma carburo de silicio y monóxido de carbono. Si se mezclan 150 g de dióxido de silicio con 105 g de carbono, cuántos moles de carburo de silicio se forman si el rendimiento del proceso es del 75% y el dióxido del que se partía tenía unas impurezas del 4%? (Sol. 1,85 moles)