8ª) La combustión del octano, uno de los componentes de la gasolina, en defecto de oxígeno se produce según la reacción: C 8 H 18 (l) + O 2 (g) CO 2 (

Transcripción

1 Estequiometría 1ª) Una muestra que pesa g de un compuesto gaseoso puro, constituido exclusivamente por boro e hidrógeno, ocupa un volumen de 484 cm 3 en condiciones normales. Cuando la muestra se quema en exceso de oxígeno, todo su hidrógeno pasa a formar 1,17 g de agua y todo su boro se encuentra como B 2 O 3. Calcular: a) la fórmula empírica, molecular y el peso molecular; b) el peso de óxido de boro formado en la combustión. (Solución: a) BH 3 ; B 2 H 6 ; 27,57 b) 1, g de B2O3) 2ª) Una muestra de 7 g de cinc reacciona con una disolución de ácido clorhídrico del 35 % en peso y densidad 1,18 g/cm 3. Qué volumen mínimo de ácido será necesario para disolver todo el cinc?. Cuántos gramos de cobre se pueden obtener al reducir óxido de cobre (I) pasando a Cu metálico con el hidrógeno obtenido en la reacción anterior?. Datos: Zn = 65,4; Cu = 63,5; Cl = 35,5; H = 1 3ª) Se dispone de 500 ml de disolución de ácido sulfúrico del 26 % en peso, cuya densidad es 1,19 g/cm 3. Calcular: a) el volumen de agua pura que hay que añadir para obtener exactamente una disolución 2 M de ácido sulfúrico; b) cuántos cm 3 de la disolución inicial serán necesarios para neutralizar exactamente otra disolución que contiene 5 g de hidróxido de potasio?. Datos: (S) = 32; (K) = 39 4ª) A temperatura ambiente, la densidad de una disolución de ácido sulfúrico del 24 % de riqueza en peso es 1,17 g/ml. Calcule: a. Su molaridad. b. El volumen de disolución necesario para neutralizar 100 ml 2,5 M de KOH Masas atómicas: S = 32; O = 16; H = 1 5ª) Se hacen reaccionar 5g de aluminio con 50 ml de una disolución de ácido sulfúrico 2 M. Calcula: a. El volumen de gas H 2 que se recoge, si se trabaja a 20 ºC y 750 mmhg. b. Los gramos de sulfato de aluminio que se forman. 6ª) En un recipiente de 1 dm 3 tenemos una mezcla de oxígeno e hidrógeno, que contiene un 20 % en masa de hidrógeno, sometida a una presión de 0,1 atm y a 300 K. a. Calcula la presión que ejerce cada componente de la mezcla. b. Si se hace saltar una chispa eléctrica en su interior, los gases reaccionarán formando agua. Calcula la masa de agua que se forma y la composición de la mezcla, una vez que haya concluido la reacción. Solución: a) p(h2) = 0,08 atm; p(o2) = 0,02 atm b) 0, g H2O; 0, g de H2 7ª) Se mezcla 1 L de ácido nítrico del 62'70 % y densidad 1380 kg/m 3 con 1 L del 22'38 % y densidad 1130 kg/m 3. Si la disolución resultante tiene una densidad de 1276 kg/m 3, calcula: a) la concentración de la disolución resultante en tanto por ciento; b) el volumen de la disolución final. (Solución: solución 44'55 %; 1,97 L )

2 8ª) La combustión del octano, uno de los componentes de la gasolina, en defecto de oxígeno se produce según la reacción: C 8 H 18 (l) + O 2 (g) CO 2 (g) + CO (g) + H 2 O (l) Qué volumen de monóxido de carbono a 20 ºC y 750 mmhg de presión se obtiene en la combustión de medio litro de octano? (densidad del octano: 0,8 g/ml) (Solución: 170,8 L) 9ª) Una mezcla de óxidos de estaño, SnO y SnO 2, que pesa 2,05 gramos, se calienta en corriente de hidrógeno. El estaño obtenido pesa 1,75 gramos. Calcular la composición de la mezcla. Solución: 70,54% SnO; 29,46% SnO2 10ª)Calcular la cantidad de caliza, cuya riqueza en carbonato cálcico es del 83,6 %, que podrán ser atacados por 150 ml de disolución de ácido clorhídrico 1 M. (Cl = 35,5; Ca = 40; O = 16; H = 1) 11ª)El carbonato de magnesio reacciona con el ácido fosfórico y da lugar a fosfato de magnesio, dióxido de carbono y agua. Calcular el volumen de dióxido de carbono que se obtiene medido sobre agua a 23 ºC y presión total de 743 mmhg, si se mezclan 72 g de carbonato de magnesio y 37 ml de ácido fosfórico ( = 1,34 g/ml y riqueza del 50 % de ácido). Datos: Presión de vapor de agua a 23 ºC = 21 mmhg; Mg (24,31); P (30,97); C (12,01); O (16); H (1). Para conocer la presión del gas seco hay que restar la presión del vapor de agua). 12ª)Para determinar la riqueza de una muestra de Zn impura se toman 50 g de la misma y se tratan con disolución clorhídrica de densidad 1,18 g/cm 3 y 35 % de riqueza en peso; se consumen 129 ml de tal disolución. Calcular: a) la molaridad de la disolución de clorhídrico; b) el porcentaje de Zn en la muestra, c) los ml de hidrógeno que se desprenderán durante el tratamiento, recogidos en cuba hidroneumática a 27 ºC y 710 mmhg de presión, la tensión de vapor del agua a 27 ºC es de 27 mmhg. 13ª)Se dispone de 500 ml de disolución de ácido sulfúrico del 26 % en peso, cuya densidad es 1,19 g/cm 3. Calcular: a) el volumen de agua pura que hay que añadir para obtener exactamente una disolución 2 N de ácido sulfúrico; b) cuántos cm 3 de la disolución inicial serán necesarios para neutralizar exactamente otra disolución que contiene 5 g de hidróxido de potasio?. (Cuando se neutraliza el nº de equivalentes del ácido es igual al nº de equivalentes de la base). Datos: (S) = 32; (K) = 39 14ª) En un recipiente de 1 dm 3 tenemos una mezcla de oxígeno e hidrógeno, que contiene un 20 % en masa de hidrógeno, sometida a una presión de 0,1 atm y a 300 K. a. Calcula la presión que ejerce cada componente de la mezcla. b. Si se hace saltar una chispa eléctrica en su interior, los gases reaccionarán formando agua. Calcula la masa de agua que se forma y la composición de la mezcla una vez que haya concluido la reacción. Datos: oxígeno = 16, hidrógeno = 1. 15ª)El carbonato de calcio sólido reacciona con una disolución de ácido clorhídrico para dar agua, cloruro de calcio y dióxido de carbono gas. Si se añaden 120 ml de la disolución de ácido clorhídrico, que es del 26,2 % en masa y tiene una densidad de 1,13 g/ml, a una muestra de 40 g de carbonato de calcio sólido, cuál será la molaridad del ácido clorhídrico en la disolución cuando se haya completado la reacción?. (Supón que el volumen de la disolución permanece constante). Datos: masas atómicas: carbono = 12, oxígeno = 16, calcio = 40, cloro = 35,5,

3 hidrógeno = 1. Solución: 1, M 16ª)Al quemar una muestra de un hidrocarburo, se forman 7,92 g de dióxido de carbono y 1,62 g de vapor de agua. La densidad de este hidrocarburo gaseoso es 0,82 g dm -3 a 85 ºC y 700 mmhg. a. Determina la fórmula empírica del hidrocarburo. b. Determina su fórmula molecular. Datos: carbono = 12, oxígeno = 16, hidrógeno = 1. Solución: a) C 1 H 1 b)c 2 H 2 17ª) Responde a estas preguntas razonadamente: a. Diferencias entre: a) sustancia pura y compuesto químico. b) Formula empírica y fórmula molecular. c) Disolución y mezcla. d) Solubilidad y saturación. b. Se dispone de un recipiente cerrado con hidrógeno gaseoso en condiciones normales de presión y temperatura. Si se mantiene la temperatura constante y se aumenta el volumen del recipiente hasta el doble, conteste razonadamente: a) Ha variado la masa de gas?. b) Ha variado el número de moléculas?. c) Ha variado la densidad del gas?. *********************************************************************** 18ª)Se hacen reaccionar 2 g de aluminio del 80 % de pureza con 200 ml de ácido clorhídrico 0,5 M para dar tricloruro de aluminio e hidrógeno. a) Deduzca cuál es el reactivo limitante en el proceso descrito y el exceso en moles del otro reactivo. b) Calcule el volumen de hidrógeno obtenido medido a 25 º C y 780 torr (mmhg). (Sol: moles de Al ; 1,190 L de H2) Datos: Cl = 35,5; Al = 27 ; H = 1 19ª) En una bomba calorimétrica de 2 L de volumen constante, se introducen a 25 º C 2 g de oxígeno y 0,48 g de carbono. Calcule, al término de la reacción, la masa de dióxido de carbono formado, la presión final y de cada una de las sustancias que se encuentren al final de la reacción si la temperatura del recipiente es 25 ºC. Datos: O = 16 : C = 12. Solución: Sol: 1.76 g CO2; atm; atm; atm Datos: contenido de oxígeno en el aire 20 % en volumen; Zn = 65.4; S = 32.1; O = 16; H = 1 20ª) El ácido sulfúrico puede obtenerse por oxidación del sulfuro de cinc y posterior tratamiento según el proceso global: ZnS + 2 O 2 + H 2 O ZnO + H 2 SO 4 pero con rendimiento máximo en ácido del 75 %. Calcule: a) la cantidad de ZnS necesaria para obtener una tonelada de ácido sulfúrico. b) El volumen de aire consumido (medido a 20 ºC y 1 atm de presión) durante la producción de la citada cantidad de ácido. Solución: Sol: 1325 kg ZnS; L 21ª) Una muestra impura de óxido de hierro (III) (sólido) reacciona con un ácido clorhídrico comercial de densidad 1,19 g cm 3, que contiene el 35% en peso del ácido puro. a. Escriba y ajuste la reacción que se produce, si se obtiene cloruro de hierro (III) y agua. b. Calcule la pureza del óxido de hierro (III) si 5 gramos de este compuesto reaccionan exactamente con 10 cm 3 del ácido. c. Qué masa de cloruro de hierro (III) se obtendrá? Datos. Masas atómicas: Fe = 55,8; O = 16; H = 1; Cl = 35,5. Solución: a) Fe2O3 (s) + 6 HCl (aq) => 2 FeCl3 (aq) + 3 H2O (L); b) 60,63%

4 22ª) El acetileno o etino (C 2 H 2 ) se obtiene por reacción del carburo de calcio (CaC 2 ) con agua. a. Formule y ajuste la reacción de obtención del acetileno, si se produce además hidróxido de calcio. b. Calcule la masa de acetileno formada a partir de 200 g de un carburo de calcio del 85 % de pureza. c. Qué volumen de acetileno gaseoso se produce a 25 ºC y 2 atm con los datos del apartado anterior? Datos: masas atómicas: Ca = 40, C = 12, H = 1 23ª) Un gramo de un compuesto gaseoso de carbono e hidrógeno da por combustión 3,30 g de dióxido de carbono y 0,899 g de agua. Sabiendo que la densidad de una muestra gaseosa del compuesto es de 1,78 g L -1 en condiciones normales de temperatura y presión, indica si se trata de un hidrocarburo saturado o insaturado y escribe todos los isómeros posibles. DATOS: Ar (C) = 12 u; Ar (H) = 1 u; Ar (O) = 16 u. Solución: C 3 H 4 ; no saturado. 24ª) a. Cuáles son las tres leyes o hipótesis que llevan a la fórmula de la ecuación de los gases ideales?. Enúncialas y explica algún ejemplo de cada una de ellas. b. Explica con detalle si todas las reacciones químicas espontáneas deben desprender calor y si todas las reacciones que desprenden calor son espontáneas. 25ª) 20 ml de NaOH 0,5 M se mezclan con 10 ml de NaOH 0,25 M. Calcule: 26ª) a. La concentración de iones OH. b. El volumen de HCl del 20 % de riqueza y 1,056 g.cm 3 de densidad necesarios para neutralizar la disolución obtenida. c. La concentración de la disolución de HCl expresada en molaridad y en g/l. Solución: a) 0, M ; b) 2, ml; c) 5, M; 6, molal; 211,2 g/l disolución a. Sabiendo que la masa molecular de hidrógeno es 2 y la del oxígeno 32, conteste razonadamente a las siguientes cuestiones: i. Qué ocupará más volumen, un mol de hidrógeno o un mol de oxígeno en las mismas condiciones de presión y temperatura? ii. Qué tendrá más masa, un mol de hidrógeno o un mol de oxígeno? iii. Dónde habrá más moléculas, en un mol de hidrógeno o en un mol de oxígeno? b. Se dispone de un recipiente cerrado con hidrógeno gaseoso en condiciones normales de presión y temperatura. Si se mantiene la temperatura constante y se aumenta el volumen del recipiente hasta el doble, conteste razonadamente: i. Ha variado la masa de gas? ii. Ha variado el número de moléculas? iii. Ha variado la densidad del gas? 27ª) La combustión completa de 2 g de un hidrocarburo saturado de cadena abierta conduce a 9,11 g de productos. a) Calcule la fórmula del compuesto. b) Suponga que todo el dióxido de carbono formado se recoge en agua formándose ácido carbónico. Calcule el volumen de disolución 0,5 M de NaOH que hay que añadir para provocar la neutralización completa hasta carbonato. Masas del Na = 23, O = 16, H = 1, C = 12. Solución: a) C 5 H 12 ; b) 555,555556

5 ml disol NaOH 0,5M 28ª) Un óxido de bario de fórmula desconocida dio en su descomposición controlada 5 g de BaO y 366 ml de O 2 medidos a 0 º C y 760 mm Hg. a) Cuál es la fórmula empírica del óxido? b) Qué peso inicial del óxido fue sometido a calentamiento? DATOS: (Ba) = 137,4 u; (O) =16 u. 29ª) Responde razonadamente a estas cuestiones: a. Define: a) Transformación física. b) Unidad de masa atómica. c) Mol. d) Solubilidad b. En 10 litros de hidrógeno y en 10 litros oxígeno, ambos en las mismas condiciones de presión y temperatura, hay: i. El mismo número de moles. ii. Idéntica masa de ambos. iii. El mismo número de átomos. iv. Indique si son correctas o no estas afirmaciones, razonando las respuestas. 30ª) En disolución acuosa el ácido sulfúrico reacciona con cloruro de bario precipitando totalmente sulfato de bario y obteniéndose además ácido clorhídrico. Calcule: a. El volumen de una disolución de ácido sulfúrico de 1 84 g/ml de densidad y 96 % de riqueza en masa, necesario para que reaccionen totalmente 21 6 g de cloruro de bario. b. La masa de sulfato de bario que se obtendrá. Masas atómicas: H = 1; O = 16; S = 32; Ba = 137 4; Cl = Solución: a) 5, ml H2SO4; b) 24, g BaSO4 31ª) Dada la siguiente reacción química sin ajustar: H3PO4 + NaBr Na2HPO4 + HBr. Si en un análisis se añaden 100 ml de ácido fosfórico 2,5 M a 40 g de bromuro de sodio. a) Cuántos gramos Na2HPO4 se habrán obtenido? b) Si se recoge el bromuro de hidrógeno gaseoso en un recipiente de 500 ml, a 50 C, qué presión ejercerá? Datos: R = 0,082 atm L moi 1 K 1. Masas atómicas: H=1; P=31; O=16; Na=23; Br=80. Solución: a) 27, g Na2HPO4; b) 20,57165 atm de HBr 32ª) El carbonato de calcio reacciona con ácido sulfúrico según: CaCO3 + H2SO > CaSO4 + CO2 + H2O Qué volumen de ácido sulfúrico concentrado de densidad 1,84 g/ml y 96 % de riqueza en peso será necesario para que reaccionen por completo 10 g de CaCO3? a. Qué cantidad de CaCO3 del 80 % de riqueza en peso será necesaria para obtener 20 L de CO2, medidos en condiciones normales? Masas atómicas: C = 12; O = 16; H = 1; S = 32; Ca = 40 Solución: a) 5, ml de disolución; b) 111, g CaCO3 al 80% 33ª)Indique, razonadamente, si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a. La misma masa de dos elementos, Fe y Cr, contienen el mismo número de átomos. b. La masa atómica de un elemento es la masa, en gramos, de un átomo de dicho elemento. c. Dos moles de helio tienen el mismo número de átomos que un mol de H 2 34ª)Se tienen dos depósitos A y B de igual volumen. En el depósito A hay SO 2 a una determinada presión y temperatura, y en el B hay N 2 O 5 a la misma temperatura y mitad de presión. a. En qué depósito hay mayor número de moles? b. En qué depósito hay mayor número de moléculas? c. En qué depósito hay mayor número de átomos?

6 d. En qué depósito hay mayor masa de gas? Datos: S = 32; O = 16; N = 14