Ejercicios 2 (Estequiometría) 3) Calcule la masa, en gramos, de 0,433 mol de nitrato de calcio. R: 71,1 g Ca(NO 3 ) 2
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- Soledad Domínguez Figueroa
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1 Profesor Bernardo Leal Química El Mol y número de Avogadro: Ejercicios 2 (Estequiometría) 1) Calcule el número de moles de glucosa (C 6 H 12 O 6 ) que hay en 5,38 g de esta sustancia R: 0,03 mol C 6 H 12 O 6 2) Cuántos moles de bicarbonato de sodio (NaHCO 3 ) están presentes en 508 g de esta sustancia? R: 6,05 mol NaHCO 3 3) Calcule la masa, en gramos, de 0,433 mol de nitrato de calcio. R: 71,1 g Ca(NO 3 ) 2 4) Cada glóbulo rojo de la sangre contienen 280 millones de moléculas de hemoglobina. Cada ml de sangre presenta 5 millones de glóbulos rojos y cada molécula de hemoglobina puede enlazar cuatro moléculas de oxigeno. Cuántas moléculas de oxigeno puede enlazar los 5 L de sangre de un adulto? Qué volumen en condiciones normales de presión y temperatura ocupan esas moléculas de oxigeno? R: 1,04*10 3 L de oxigeno Reacciones químicas: 1) Determine cuantos gramos de agua se producen en la oxidación de 1,00 g de glucosa, C 6 H 12 O 6. C 6 H 12 O 6(s) + O 2(g) CO 2(g) + H 2 O (l) R: 0,60 g de H 2 O 2) En los vehículos espaciales se utiliza hidróxido de litio sólido para eliminar el dióxido de carbono exhalado. El hidróxido de litio reacciona con el dióxido de carbono gaseoso formando carbonato de litio sólido y agua líquida. Cuntos gramos de dióxido de carbono puede absorber 1,00 g de hidróxido de litio? R: 0,919 g CO 2 3) El perclorato de potasio (KClO 4 ) se puede obtener a través de las siguientes reacciones: 2KOH + Cl 2 KCl + KClO + H 2 O 3KClO 2KCl + KClO 3 4KClO 3 KCl + 3KClO 4 Cuánto KClO 4 se puede obtener a partir de 200 g de Cl 2 y exceso de KOH? R: 96,9 g de KClO 4 4) Cuando CuCO 3 y BaCO 3 se calientan a elevada temperatura se producen los óxidos correspondiente y CO 2
2 CuCO 3 CuO + CO 2 BaCO 3 BaO + CO 2 Calcular la masa de BaCO 3 que se requiere para obtener la misma masa de CO 2 que proviene de 61,8 g de CuCO 3. 5) Cuántos gramos de sodio metálico se necesitan para que reaccionen con 1*10 22 moléculas de P 4 para formar Na 3 P? R: 4,5 g Formula química: 1) Un compuesto orgánico está formado por los elementos: carbono, hidrógeno y cloro en la relación 2:5:1. Al sintetizar el compuesto. A partir de: carbono (C), hidrógeno (H 2 ) y cloro (Cl 2 ); se mezclan la masa de carbono que contiene, 2,40*10 23 átomos, la masa correspondiente a 0,5 moles de hidrógeno y 7,09 g de cloro gaseoso. Cuántos gramos del compuesto se obtuvo? R: 12,99 g 2) La combustión con aire de 7,23 mg de un compuesto orgánico que está formado por C, H y O, produce 13,71 mg de CO 2 y 8,64 de agua. Calcule la fórmula empírica del compuesto. R: C 2 H 6 O 3) Una muestra de un colorante orgánico empleado en la industria textil produjo el siguiente análisis en los elementos que lo forman. C = 61,76%; H = 5,88%; N = 20,59%; O = 11,77%. Cuál es la fórmula empírica del colorante? R: C 7 H 8 N 2 O 4) Al calentar 0,40 g de un metal A con cloro gaseoso se producen 1,11 g de una sustancia X. Esta cantidad de sustancia equivale a 0,01 moles de X. Calcule el peso atómico de A. R: 40 5) 1,63 g de un óxido de cromo contiene 1,12 g de cromo. Establecer la formula empírica del óxido. R: Cr 2 O 3 6) 2,5 g de una sal compuesta por los elementos potasio, cloro y oxígeno se descompone al ser calentada y genera 1,52 g de cloruro de potasio y oxígeno gaseoso. Cuál es la fórmula empírica de la sal? R: KClO 3 7) El óxido de titanio (IV) se calienta en una corriente de hidrógeno perdiendo algo de oxígeno. Si después de calentar 1,598 g de TiO 2 el peso se reduce en 0,1600 g. Cuál es la fórmula empírica del producto final? R: Ti 2 O 3
3 Reactivo exceso y reactivo limitante: 1) Considere la reacción Al (s) + Cl 2(g) AlCl 3(s). Se permite que reaccione una mezcla de 1,50 mol de Al y 3,00 mol de Cl 2. a) Cuál es el reactivo limitante?; b) Cuámtos moles de AlCl 3 se forman? c) Cuántos moles del reactivo en exceso quedan al término de la reacción? R: a) Al; b) 1,5 mol; c) 0,75 mol Cl 2 2) Una tira de zinc metálico que pesa 2,00 g se coloca en una disolución acuosa que contiene 2,50 g de nitrato de plata, lo que causa la siguiente reacción: Zn (s) + AgNO 3(s) Ag (s) + Zn(NO 3 ) 2(ac) a) Cuál reactivo es limitante? b) Cuántos gramos de Ag se forman? c) Cuántos gramos de Zn(NO 3 ) 2 se forman? d) Cuántos gramos del reactivo en exceso quedaran al termino de la reacción? R: a) AgNO 3 ; b) 1,59 g; c) 1,39 g; d) 1,52 g Zn. 3) El tricloruro de fósforo, PCl 3, es un compuesto importante desde el punto de vista comercial y es utilizado en la fabricación de pesticidas, aditivos para la gasolina y otros muchos productos. Se obtiene por combinación directa del fósforo y el cloro. P 4 + Cl 2(g) PCl 3(l) Qué masa de PCl 3(l) se forma en la relación de 125 g de P 4 con 323 g de Cl 2? Qué masa de reactivo en exceso queda después de producirse la reacción? R: 417 g de PCl 3 ; 31 g de P 4 4) Una reacción secundaria en el proceso de fabricación del rayón a partir de pulpa de madera es CS 2 + NaOH Na 2 CS 3 + Na 2 CO 3 + H 2 O Cuántos gramos de Na 2 CS 3 se producen en la reacción de 116,55 g de CS 2 y 2,78 moles de NaOH? R: 143 g Porcentaje de rendimiento: 1) El benceno reacciona con exceso de ácido nítrico concentrado, en presencia de ácido sulfúrico, para formar el nitrobenceno C 6 H 5 NO 2. En la reacción también se produce como subproducto el dinitrobenceno C 6 H 4 (NO 2)2. La reacción principal es: C 6 H 6(l) + HNO 3(ac) C 6 H 5 NO 2 + H 2 O (l) Cuál es la cantidad máxima de nitrobenceno que pudo haberse obtenido partiendo de 19,5 g de benceno, sabiendo que se obtuvo 2 g de dinitrobenceno? Cuál fue el rendimiento para el nitrobenceno si la cantidad que se obtuvo fue de 10,00 g? R: 34,1 % 2) Se quieren preparar 18,78 g de bromuro de plata en base a las siguientes ecuaciones químicas. K + Br 2 KBr KBr + AgNO 3 AgBr + KNO 3
4 Si para la primera ecuación el rendimiento del proceso es del 80 % y para la segunda es del 85. Cuántos moles de potasio y de bromo deben ponerse a reaccionar? R: 0,30 mol K; 0,15 mol Br 2 3) Cada año se producen millones de toneladas de urea, CO(NH 2 ) 2, utilizada como ferlitizante. La reacción que se emplea es: NH 3 + CO 2 CO(NH 2 ) 2 + H 2 O La mezcla habitualmente empleada para iniciar la reacción tiene una proporción molar de NH 3 y CO 2 3:1. Si se forman 47,7 g de urea por mol de CO 2 que reacciona, cuáles son: a) el rendimiento teórico; b) el rendimiento experimental; c) el porcentaje de rendimiento? R: a) 60,01 g de CO(NH 2 ) 2 ; b) 47,7 g de CO(NH 2 ) 2 ; c) 79,4 %. 4) El ciclohexanol, C 6 H 5 OH, calentado con ácido sulfúrico o fosfórico, se transforma en ciclohexeno, C 6 H 10. C 6 H 5 OH (l) C 6 H 10(l) + H 2 O (l) Si el rendimiento porcentual de esta reacción es del 83 por ciento, qué masa de ciclohexanol debe utilizarse para obtener 25 g de ciclohexeno? R: 37 g de C 6 H 5 OH 5) Una moneda de plata que pesa 8,12 g se disuelve en ácido nítrico. Se agrega NaCl a la disolución con lo que toda la plata precipita como 10,14 g de AgCl. Calcular el porcentaje de plata de la moneda. R: 94,1% 6) Cierto mineral contiene 62,5% de sulfuro de níquel (II). En qué cantidad de mineral estará contenido 1 Kg de níquel? R: 2,48 Kg del mineral 7) El nitrato de manganeso (II) se descompone por el calor de acuerdo con la ecuación de reacción: Mn(NO 3 ) 2(s) MnO 2(s) + NO 2(g) Si se calienta 10,00 gramos de nitrato y al cabo de cierto tiempo se obtiene un residuo sólido de 6,506 g. Cuál es el porcentaje de nitrato que se ha descompuesto? R: 68% Reacciones Redox: 1) En cada una de las siguiente ecuaciones de oxidaciónreducción balanceadas identificar los elementos que presentan variación en el estado de oxidación, la magnitud del cambio, especificar cual elemento se oxida y cual se reduce e indicar los agentes oxidantes y reductores: a) I 2 O 5(s) + 5CO (g) I 2(s) + 5CO 2(g) b) 2Hg +2 (ac) + N 2 H 4(ac) 2Hg (l) + N 2(g) + 4H + (ac) c) Ba +2 (ac) + 2OH (ac) + H 2 O 2(ac) + 2ClO 2 (ac) Ba(ClO 2 ) 2(s) + 2H 2 O (l) + O 2(g) 2) Complete y balancee las siguientes ecuaciones de oxidaciónreducción por el método de medias reacciones.
5 a) Mn +2 + BiO 3 (s) Bi +3 (ac) + MnO 4 (ac) (disolución ácida) b) Cr(OH) 3(s) + ClO (ac) CrO 4 2 (ac) + Cl 2(g) (disolución básica) c) As (s) + ClO 3 (ac) H 3 AsO 3(ac) + HClO (ac) (disolución ácida) d) Tl 2 O 3 (s) + NH 2 OH (ac) TlOH (s) +N 2(g) (disolución básica) e) MnO 4 (ac) + CN (ac) MnO 2(s) + OCN (ac) (disolución básica) f) SO 3 2 (ac) + MnO 4 (ac) SO 4 2 (ac) + Mn +2 (ac) (disolución ácida)
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