Unidad 6 Ejercicios propuestos

Fsica y Qumica 1 Bachillerato

Unidad 6: Las transformaciones qumicas

EJERCICIOS PROPUESTOSUnidad 6: Las transformaciones qumicas Clculos masa - masa 1. El carbonato de calcio reacciona con el cido clorhdrico diluido para dar cloruro de calcio, agua y dixido de carbono. Calcula la cantidad de cloruro de calcio que se obtiene cuando 70 g de carbonato de calcio reacciona con la cantidad suficiente de cido clorhdrico. Sol:77,7g CaCl2 CaCO3 + HCl CaCl2 + CO2 + H2O 2. Al calentar el carbonato de cobre (II) se descompone en xido de cobre (II) y dixido de carbono. Calcula la masa de carbonato de cobre que hay que descomponer para obtener 44 g de dixido de carbono. CuCO3 CuO + CO2 Sol:123,5g CuCO3 3. En disolucin acuosa, el carbonato de sodio, Na2CO3, reacciona con cloruro de calcio, CaCl2, y se obtiene un precipitado de carbonato de calcio, CaCO3, y cloruro de sodio, NaCl. Si obtenemos 225g de carbonato de calcio, calcula la masa de carbonato de sodio que utilizamos. Sol:238,5g Na2CO3 4. Al hacer reaccionar aluminio metlico con yodo se obtiene triyoduro de aluminio. Calcula: a) La masa de este producto que se obtendr a partir de 25g de yodo. Sol: a)26,8 g AlI3 b) 70,0 g I2 b) Si obtenemos 75g de AlI3, qu cantidad de yodo tendramos que hacer reaccionar? Al+I2 AlI3 5. Al tratar una muestra de dixido de manganeso con 20g de cloruro de hidrgeno, se obtiene cloruro de manganeso (II), gas cloro y agua. Escribe y ajusta la reaccin y calcula la masa de MnCl2 y H2O que se obtendr. Sol:17,3g MnCl2 b) 4,9 g H2O MnO2 + HCl MnCl2 + Cl2 + H2O 6. Calcula: a) La masa de yoduro de plomo(II), PbI2, que se obtendr al hacer reaccionar 15g de yoduro de potasio, KI, con un exceso de nitrato de plomo(II),Pb(NO3)2. En la reaccin tambin se produce nitrato de potasio, KNO3. b) La masa de nitrato de plomo (II), Pb(NO3)2, que hacemos reaccionar para obtener 20g de nitrato de potasio, KNO3. Sol: a) 20,8g PbI2 b) 32,8g Pb(NO3)2 7. Calcula la masa de hidrxido de calcio, Ca(OH)2, necesaria para reaccionar con 16,5g de cido clorhdrico HCl.Qu masa de cloruro de calcio, CaCl2, obtendramos? Sol: a)16,7Ca(OH)2 b)25 g CaCl2 Ca(OH)2 + HCl CaCl2 + H2O Sol8. Averigua la masa de sulfuro de estao (II) que se obtendr al aadir un exceso de sulfuro de sodio a una disolucin que contiene 20g de cloruro de estao (II). En la reaccin tambin se produce cloruro de sodio. Sol:15,9 SnS Na2S+ SnCl2 SnS + NaCl 9. Si hacemos reaccionar cinc metlico con una disolucin de sulfato de cobre (II) se forma una disolucin de sulfato de cinc y se deposita cobre metlico. Si partimos de 20g de sulfato de cobre (II), calcula: Zn+ CuSO4 ZnSO4+ Cu a) La masa de cobre que se obtendr. Sol: a)7,96g Cu; b) La masa de cinc que se consumir. Sol: b)8,2g Zn

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Clculos con volmenes de gases: a) En condiciones normales de presin (1 atm) y temperatura (0C=273 K); 1mol=22,4L Resuelve los siguientes problemas. 1. Calcula el volumen de O2, a 1 atm y 273 K, que se necesita para quemar completamente 56 L de metano, CH4, en las mismas condiciones. Sol:112L 2. En la reaccin entre el cido sulfrico y el hierro se forma sulfato de hierro (II), FeSO4, y se desprende hidrgeno. Calcula el volumen de este gas, en condiciones normales de presin y temperatura, que se producir a partir de 15 g de hierro. Sol: 6L 3. Escribe la ecuacin de la reaccin entre el carbono y el agua para formar monxido de carbono e hidrgeno gas y calcula la masa de carbono necesaria para obtener 100 L de H2 a 1 atm y 273 K y el volumen de monxido de carbono, en las mismas condiciones, que se formar. Sol:53,6 g y 100L 4. El clorato de potasio, KClO3 , se descompone por accin del calor y produce cloruro de potasio, KCl, y oxgeno gas. Si partimos de 23 g de clorato de potasio, calcula la masa de cloruro de potasio y el volumen de O2 a 1 atm y 273 K que se obtendr. Sol:14g y 6,3 L 5. Calcula la masa y el volumen de amonaco que se obtienen si hacemos reaccionar 12,1 L de nitrgeno gas con hidrgeno gas. Todos los volmenes de gases se miden en condiciones normales de presin y temperatura. Sol:24,2 L y 18,4 g. 6. El carbono y el agua reaccionan entre s formando monxido de carbono e hidrgeno gaseoso. a) Calcula la masa de carbono necesario para obtener 3 L de H2 en condiciones normales b) y el volumen de monxido de carbono que se formar tambin en condiciones normales. C + H2O CO + H2 Sol: a) m(C) = 1,61 g ; b) V(CO) = 3 litros. 7. El xido de mercurio (II), HgO, se descompone por la accin del calor en mercurio lquido, Hg, y oxgeno molecular, O2. Calcula el volumen de oxgeno, en c.n., que se desprender en la calefaccin de 4,5 g de xido de mercurio (II). Sol:0,233 L 8. El hierro es atacado por el cido clorhdrico formndose cloruro de hierro (II) y desprendindose hidrgeno en forma de gas. a) Qu masa de HCl se necesitara para hacer desaparecer 40 g de Fe? b) Cuntos moles de cloruro de hierro (II) se formarn? c) Qu volumen de hidrgeno se desprender en condiciones normales? Fe + 2 HCl FeCl2 + H2 Sol: m(HCl) = 52,3 g ; n(FeCl2) = 0,717 mol c) V(H2)= 16, 1 litros 9. El xido de cobre (II) reacciona con amoniaco gas obtenindose nitrgeno, vapor de agua y cobre metlico. Calcula: a) El volumen de nitrgeno, medido en condiciones normales de presin y temperatura, que se desprende al reaccionar 50 g de xido de cobre (II) con suficiente amoniaco. b) El volumen de amoniaco necesario, medido en las mismas condiciones. CuO + NH3 N2 +H2O + Cu Sol:a) 4,7 L de N2 b) 9,4 l de NH3 b) En condiciones cualquiera de presin y temperatura (PV=nRT); R=0,082 atml/Kmol 1. La combustin de gas butano, C4H10 , en presencia de oxgeno produce dixido de carbono y agua. Calcula la masa de butano que debe quemarse para producir 145 L de CO2 , medidos a 75C y 750 mm Hg de presin. Datos: 1 atmsfera (atm) = 760 milmetros de mercurio (mm Hg) Sol: 72,7 g. 2. El nitrito de amonio, NH4NO2 , se descompone por accin del calor y produce nitrgeno gas y vapor de agua. Calcula cuntos litros de nitrgeno gas, medidos a 30C y 2 atm de presin, se obtienen por descomposicin de 25 g de nitrito de amonio. Sol: 4,9 L. 3. Calcula cuntos litros de hidrgeno gas, medidos a 298K y 725 mm Hg, habr que combinar con nitrgeno gas para obtener 30 g de amonaco. Sol: 67,8 L. 4. A temperatura elevada, el carbono reacciona con vapor de agua y produce monxido de carbono e hidrgeno. Calcula el volumen de monxido de carbono, medido a 500C y 850 mm Hg de 2 presin, que se obtendr a partir de 250 g de carbono. Sol: 1181 L.I.E.S. Maimnides Curso 2011/12



5. Calcula la masa de cido clorhdrico, HCl necesaria para reaccionar totalmente con 40 g de zinc. Determina el volumen de hidrgeno, medido a 20C y 825 mm Hg de presin, que se desprender. Sol: 44,6 g y 13,5 L. 6. Determina la masa de dixido de carbono que se desprende al tratar 205 g de carbonato de calcio con cido clorhdrico en exceso, segn la reaccin: CaCO3 + HCl CaCl2 + H2O + CO2 Qu volumen ocupa esta masa de gas a 30C y 780 mm Hg? Sol: 90,2 g CO2 ; 49,6 L. 7. Qu volumen de cloro gas, a 1 atm y 273 K, se obtiene al tratar 80 g de dixido de manganeso con exceso de cido clorhdrico, segn la siguiente reaccin? MnO2 + HCl MnCl2 + H2O + Cl2 Y si llevamos a cabo la reaccin a 425 K y 169 000 Pa? Sol: 20,6 L en c.n.; 19,2 L. Datos: 1 pascal (Pa) = 9,869 x 10-6 atmsferas (atm) 8. Calcula el volumen de dixido de carbono, a 25 C y 700 mm Hg de presin, que se obtendr por combustin de carbono, si hemos necesitado 45 L de O2, medidos a 523 K y 3,04105 Pa de presin. Sol: 83,5 L. 9. Calcular el volumen de dixido de carbono que se obtiene de la combustin de 150 g de etanol (C2H6O) a la temperatura de 45 C y a la presin de 1,2 atmsferas. C2H6O + O2 CO2 + H2O Sol: V= 141,7 litros 10. Al quemar gas metano (CH4) con oxgeno (O2) se obtiene dixido de carbono y vapor de agua. a) Qu masa de CO2 se formar al quemar 80 g de metano? b) qu volumen de O2 en condiciones normales se precisar para ello? c) qu volumen de vapor de agua se obtendr a 10 atm y 250 C? CH4 + O2 CO2 + H2O Sol: a) m(CO2) = 220 g ; b)V(O2) = 224 litros ; c) n(H2O) = 10 mol ; V = 42,9 litros

11. Al quemar gas butano (C4H10) en aire se obtiene como productos dixido de carbono y vapor de agua. a) Calcula la masa de oxgeno que se necesita para la combustin de 20 g de butano; b) calcula el volumen de dixido de carbono que se desprender a 600 mm Hg y 300C. C4H10+O2 CO2 + H2O Sol: a) m(O2)=71,7g b) V = 82,1 litros 12. El cido ntrico, HNO3, reacciona con el cobre para dar nitrato de cobre (II), Cu(NO3)2, agua y dixido de nitrgeno, NO2. Calcula el volumen de gas NO2 que se desprender, medido a 15C y 725 mmHg, a partir de 40g de cido ntrico. Sol: V= 141,7 litros




Reactivos Impuros. Reactivo Limitante. Rendimiento 1. Calcular el rendimiento de un experimento en el que se obtuvieron 3.43 g de SOCl2 mediante la reaccin de 2.50 g de SO2 con un exceso de PCl5. SO2(l) + PCl5(l) SOCl2(l) + POCl3(l) Datos: Masas atmicas: S:32 O:16 Cl:35,5 Sol: R = 73.8 % 2. Qu masa de cloruro de plata se puede preparar a partir de la reaccin de 4.22 g de nitrato de plata con 7.73 g de cloruro de aluminio? AgNO3 + AlCl3 Datos: Masas atmicas: Ag:108 Sol: 3,6 g de AgCl Al(NO3)3 + AgCl N:14 O:16 Al:27 Cl:35,5

3. En la reaccin NO2 + H2O HNO3 + NO, cuntos gramos de HNO3 se pueden formar cuando se permite que reaccionen 1.00 g de NO2 y 2.25 g de H2O? Sol: 0.924 g de HNO3 4. El cloruro de calcio reacciona con nitrato de plata para producir un precipitado de cloruro de plata: CaCl2(aq) + AgNO3(aq) AgCl(s) + Ca(NO3)2(aq) a) Cuntos gramos de AgCl se pueden formar cuando se permite que reaccionen 1.5 g de CaCl2 y 2.5 g de AgNO3? Sol: 2,15 g de AgCl b) En un experimento se obtienen 1.864 g de precipitado.Cul es el rendimientote la reaccin? Sol: R = 86,7 % Datos: Masas atmicas: Ag:108 N:14 O:16 Cl:35,5 Ca:40 5. La siguiente reaccin tiene un rendimiento del 90 % (respecto al cloruro de zinc) : Zn (s) + HCl (g) ZnCl2 (s) + H2 (g) T = 700 C a) si se parte de 26 g de zinc y 14.7 L de HCl (medidos a 25 C y 760 mmHg), calcule la masa de cloruro de zinc obtenida. Sol: 36.8 g de ZnCl2 b) si se obtienen 5.0 L de hidrgeno (medidos a PTN), calcule el rendimiento de la reaccin respecto a este gas. Sol: R = 73.3 % Datos: Masas atmicas: Zn:65,4 H:1 6. Cuando se pasa una corriente de oxgeno sobre metano, a una temperatura de 100 C, se obtiene dixido de carbono y agua lquida. a) En un experimento se parte de 5.6 g de metano y se hacen pasar 30.6 litros de O2 medidos a 1 atm y 100 C. Calcular el volumen de CO2 (medido en iguales condiciones) que se obtendra si la reaccin fuese cuantitativa. Sol: V = 10.7 L de CO2 b) Calcule el volumen de dixido a obtener si se trabaja en las mismas condiciones de la parte a) pero con un metano de pureza del 80 %. Sol: V = 8.6 L de CO2 c) El dixido producido en (b) se recoge y se mide a 1 atm y 100 C y ocupa un volumen de 7 L. Calcule el rendimiento de la reaccin respecto al dixido de carbono. Sol: R = 82% d) Se desea obtener 15 L de CO2 (p = 1 atm, T = 100 C). Calcule la cantidad de metano si la reaccin transcurre al 80 %. Sol: m=6,3 g de CH4. 7. El NaHCO3 se descompone a alta temperatura segn la reaccin: NaHCO3 Na2CO3+ CO2+ H2O a) Qu cantidad de Na2CO3 obtendremos a partir de 8,6 g de NaHCO3 al 92%? Sol: m=5 g de Na2CO3 b) Qu volumen de CO2 en condiciones normales se producir si el rendimiento para este producto es del 100 %? Sol: V = 1.1 L de CO2 4 Datos: Masas atmicas: C:12 Na:23 H:1 O:16I.E.S. Maimnides Curso 2011/12



8. Cuando se pasa vapor de agua sobre hierro metlico caliente se produce H2 (g) y un xido de hierro, el Fe3O4, segn la reaccin: Fe (s) + H2O (g) Fe3O4 (s) + H2 (g) En un experimento se parte de 10 g de Fe metal (caliente) y se hacen pasar 13 litros de H2O (g) medidos a 1 atm y 150C. Calcular la masa del xido que se obtendra si: a) la reaccin fuese cuantitativa. (al 100%) b) el rendimiento de la reaccin fuese 85%. c) el hierro tuviera una pureza del 90% (reaccin cuantitativa). Datos: Masas atmicas: Fe:56 H:1 O:16 Sol: a) 13.9 g de Fe3O4 ; b)11.8 g de Fe3O4 c) 12.5 g de Fe3O4 9. Qu cantidad de sulfuro de zinc se produjo en un experimento en el que se calentaron 9 g de zinc, al 85 % de pureza con 6.45 g de azufre? Si se obtuvo 9,87g de sulfuro de zinc, Cul fue el rendimiento de la reaccin? Zn (s) +S8 (s) ZnS (s) Datos: Masas atmicas: Zn:65,4 S:32 Sol: 11.4 g ZnS. R=86,6% 10. Se hicieron reaccionar 44.47 g de cobre con 189 g de cido ntrico efectundose la siguiente reaccin: Cu + HNO3 Cu (NO3) 2 + NO2 + H2O a) Cul es el reactivo limitante y cul el reactivo en exceso? b) Cuntos gramos de nitrato de cobre se obtuvieron? c) Cul fue el % de rendimiento, si en el laboratorio se formaron 120 g de nitrato de cobre? Datos: Masas atmicas: Cu:63,5 H:1 N:14 O:16 Sol: a) Reactivo limitante es el Cu y el HNO3 est en exceso; b) 131,25gr Cu (NO3) 2 ; c) R: 91,43% 11. Para obtener la urea se hicieron reaccionar 637.2 g de amonaco con 1142 g de dixido de carbono, segn la siguiente ecuacin: NH3 + CO2 (NH2) 2CO + H2O a) Cul es el reactivo limitante y cul el reactivo en exceso? b) Qu masa de producto (urea) se form? c) Cul fue el % de rendimiento si se sintetiz 1 kg de urea? Datos: Masas atmicas: C:12 H:1 N:14 O:16 Sol: a) Reactivo limitante es el NH3 ; b) 1124,4gr (NH2) 2CO; c) R: 88,93% 12. El disulfuro de carbono arde con oxgeno de acuerdo con la siguiente reaccin: CS2 + O2 CO2 + SO2 Calcule los gramos de xido de azufre producidos cuando reaccionan 15.0 g de sulfuro de carbono y 27,3 L de oxgeno a 750 mm de Hg y 25C. Sol: 38,4 g SO213. Cuando se calienta dixido de silicio mezclado con carbono, se forma carburo de silicio (SiC) y monxido de carbono. Si mezclamos 150 g de dixido de silicio con 105 g de carbono: a) Cul es el reactivo limitante? b) Cuntos gramos de CO se formarn?

Datos: Masas atmicas: C:12 Si:28 Sol: a) SiO2; b) 140 g CO

O:16

14. El cloruro de sodio reacciona con el nitrato de plata para dar cloruro de plata y nitrato de sodio. Qu masa de cloruro de plata se puede obtener a partir de la reaccin de 17 g de nitrato de plata con 2,93 g de cloruro de sodio? Solucin: 8,49 g I.E.S. Maimnides

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Reactivos en disolucin 1. El cloruro de aluminio, AlCl3, se utiliza como catalizador en diversas reacciones industriales. y se prepara a partir del cloruro de hidrgeno gaseoso y viruta de aluminio metlico. Considerando que un vaso de reaccin contiene 0.15 mol de Al y 0.35 mol de HCl. Calcule cuntos moles de AlCl3 se pueden preparar a partir de esta mezcla. Sol: El HCl es el reactivo limitante y se producen 0.12 moles de AlCl3. 2. Calcula la masa de sulfato de sodio, Na2SO4, que se obtiene al reaccionar 50 mL de una disolucin de cido sulfrico, H2SO4, de 15% de riqueza en masa y 1,1 Kg/L de densidad, con hidrxido de sodio, NaOH. Sol: 11,95g 3. Calcula el volumen de hidrgeno, medido en c.n., que se obtiene al reaccionar 40 mL de una disolucin de cido clorhdrico, HCl, de 18% de riqueza en masa y 1,09 g/mL de densidad, con un exceso de cinc. En la reaccin se obtiene tambin cloruro de cinc. Sol: 2,41 L 4. El cido clorhdrico reacciona con el nitrato de plata formndose un precipitado de cloruro de plata y una disolucin de cido ntrico. Calcula cuntos gramos de cloruro de plata se formarn si reaccionan completamente 25mL de disolucin de cido clorhdrico 2 M. Sol: 7,17 g 5. Determina la masa de cloruro de potasio que se obtendr si hacemos reaccionar 25 mL de disolucin de hidrxido de potasio al 20% en masa con exceso de cido clorhdrico. La densidad de la disolucin de KOH es 1,08 g/mL Sol: 7,2 g 6. Averigua la masa de hidrxido de calcio que puede neutralizarse con 75 mL de una disolucin 0,5 M de cido clorhdrico. Sol: 1,4 g 7. Calcula la masa de hierro que reaccionar con 250 mL de disolucin de sulfato de cobre (II) al 15 % en masa, para dar sulfato de hierro (II) y cobre metlico. La densidad de la disolucin de sulfato de cobre (II) es 1,05 g/mL. Sol: 13,8 g 8. Aadimos 150 mL de disolucin 2M de hidrxido de sodio a otra disolucin de sulfato de magnesio. Averigua la masa de hidrxido de magnesio que se formar si el sulfato de magnesio, MgSO4, est en exceso. Sol: 8,7 g 9. Calcula la cantidad de caliza, cuya riqueza en carbonato clcico es del 83,6 %, que podrn ser atacados por 150 ml de disolucin de cido clorhdrico 1N. Sol: 8,97 g 10. Cuntos ml de cido clorhdrico del 25 % en peso y densidad 0,91 g/ml son necesarios para neutralizar 32 g de Ca(OH)2? Sol: 138,6 ml 11. El cido clorhdrico reacciona con el carbonato sdico para dar, entre otros productos, dixido de carbono. Calcula el volumen de cido clorhdrico 0,6 M que se necesita para que reaccione completamente con 4,2 g de carbonato sdico. Sol: 132 ml 12. Se aaden 2,5 cm3 de una disolucin 1,5 M de nitrato de magnesio sobre una disolucin con suficiente cantidad de hidrxido de sodio con lo que se forma un precipitado de hidrxido de magnesio. Cul ser la masa de dicho precipitado? Mg(NO3)2 + NaOH Mg(OH)2 + 2NaNO3Sol: m Mg(NO3)2= 0,219 g

13. Se aaden 5 cm3 de cido clorhdrico 0,8 M sobre una determinada cantidad de carbonato de calcio desprendindose dixido de carbono, cloruro de calcio y agua. Qu volumen del mismo a 1,2 atm y 50C obtendremos si se consume todo el cido? CaCO3 + HCl CO2 +CaCl2 + H2O. Sol: V=44 cm3 14. Qu volumen de hidrgeno, H2, medido a 50C y 1,2 atm de presin, se obtiene al aadir 75 mL de HCl 0,5 M a 10g de Al? Sol:V = 0,415 L de H2 15. En la reaccin de cido sulfrico con cloruro de bario: H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + HClCalcula: a) El volumen de una disolucin de cido sulfrico, de densidad 1,84g/mL y 96% en masa y riqueza, necesario para que reaccionen totalmente 21,6g de cloruro de bario. b) La masa de sulfato de bario que se obtendr.




Reacciones consecutivas 1. Cuntos gramos de cobre se obtendrn cuando el gas hidrgeno obtenido al hacer reaccionar 41,6 g de Al con un exceso de cloruro de hidrgeno se hace pasar sobre una cantidad en exceso de CuO? Sol: 147 g Al + HCl H2 + AlCl3 H2 + CuO Cu + H2O 2. Qu cantidad de cido sulfrico podr obtenerse a partir de una tonelada de pirita (FeS2), de acuerdo con las siguientes reacciones: Sol: 1,64 toneladas FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2 SO2 + O2 SO3 SO3 + H2O H2SO4 3. La obtencin de permanganato de potasio precisa de dos etapas. La primera reaccin implica la conversin del dixido de manganeso en manganato de potasio: MnO2+KOH+O2K2MnO4+H2O La segunda reaccin implica el cambio de manganato de potasio en permanganato de potasio: K2MnO4+Cl2KMnO4+KCl Qu masa de permanganato se formar a partir de 100 g de dixido? Solucin:181,7 g 4. Las siguientes ecuaciones qumicas corresponden a dos de las reacciones consecutivas que se dan en un alto horno: C(s) + CO2 (g) 2 CO (g) Fe2O3 (s) + 3 CO (g) 2 Fe (s) + 3 CO2 (g) Calcula la masa de carbono que se necesita para obtener 100 kg de hierro considerando que el rendimiento global del proceso es del 80%.Datos: Masas atmicas: Fe = 55,85; O = 16; C = 12

5. El cido ntrico atmosfrico, componente de la lluvia cida, puede formarse en tres etapas, descritas por las ecuaciones: N2 + O2 NO NO + O2 NO2 NO2 + H2O NO+HNO3 Calcula la masa de cido que se puede obtener a partir de 1m3 de N2, a 700mmHg y 70C. Sol: m: 2 748 g 6. El cido sulfrico, H2SO4, se puede obtener mediante la siguiente secuencia de reacciones: FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2 SO2 + O2+ H2O H2SO4

Calcula la masa de cido sulfrico que se puede obtener a partir de 1 t de pirita, con un 55% de riqueza en FeS2, si el rendimiento del proceso es del 60%. Sol: m = 5,39 105 g de H2SO4

7. El fsforo se obtiene mediante la siguiente secuencia de ecuaciones: Ca3(PO4)2 CaO+ P2O5 P2O5 + C P+ CO

Calcula la masa de fsforo que puede obtenerse a partir de 2 000 g de fosfato de calcio, con un rendimiento del 65%. Sol: m = 259,60 g




Reacciones simultneas

1. Cierta disolucin contiene una mezcla de 0,756 g de cloruro de sodio y de bromuro de sodio. Por reaccin con nitrato de plata, se produce una mezcla de 1,617 g de cloruro de plata y de bromuro de plata. Calcula la composicin centesimal de la mezcla inicial. Sol: 50% y 50%

2. Para quemar totalmente una mezcla de 2,70 L de propano, C3H8 , y butano, C4H10, se consumen 72,85 L de aire con un 21% de oxgeno en volumen. Calcula el porcentaje en masa de la mezcla inicial, sabiendo que la combustin de ambos compuestos produce dixido de carbono y agua y que todos los volmenes se han medido en condiciones normales. Sol: 48,67 % de C3H8 y 51,33 % de C4H10 8I.E.S. Maimnides Curso 2011/12






3. Se descompone por calentamiento una mezcla de 4,00 g de clorato de potasio y de perclorato de potasio producindose 2,40 g de cloruro de potasio. Adems de este producto, se obtiene oxgeno en las dos reacciones simultneas de descomposicin. Calcula el tanto por ciento de cada sal en la mezcla inicial. Sol: 88,58 % de KClO3 y 11,43 % de KClO4

4. Una muestra de 0,156 g de aluminio y cinc se trata con un exceso de cido sulfrico, desprendindose en las dos reacciones un total de 0,114 L de hidrgeno, medidos a 27 C y 725 mmHg. En el primer caso se obtiene adems sulfato de aluminio y en el segundo, sulfato de cinc. Calcula el porcentaje de cada elemento en la muestra. Sol: 32,05 % de Al y 67,95% de Zn.







Selectividad1. Se hacen reaccionar 10 g de cinc metlico con cido sulfrico en exceso. Calcule: a) El volumen de hidrgeno que se obtiene, medido a 27C y 740 mm de mercurio de presin. b) La masa de sulfato de cinc formada si la reaccin tiene un rendimiento del 80%. Datos. R = 0082 atmL K-1mol-1. Masas atmicas: O = 16; S = 32; Zn = 654.

b)

2. Se prepara cido clorhdrico por calentamiento de una mezcla de cloruro de sodio con cido sulfrico concentrado, segn la reaccin (sin ajustar): NaCl+ H2SO4 Na2SO4 +HCl Calcule: a) La masa, en gramos, de cido sulfrico del 90% de riqueza en peso que ser necesario para producir 1 Tm de disolucin concentrada de cido clorhdrico del 42% en peso. b) La masa de cloruro de sodio consumida en el proceso.Datos. Masas atmicas: H = 1; O = 16; Na = 23; S = 32; Cl = 35'5.

a) Sol: b) Sol: m: 673 151 g NaCl3. En el proceso de formacin de agua a partir de sus elementos: a) Calcule la masa de agua, en gramos que se forman a partir de 20 g de hidrgeno y 60 g de oxgeno. b) Qu reactivo se encuentra en exceso y en qu cantidad? c) Si el agua formada se encuentra a 120 C y 1 atm de presin, calcule el volumen que ocupa. Datos. R = 0082 atmL K-1mol-1. Masas atmicas: H = 1; O = 16 Solucin: a) Se escribe la ecuacin ajustada: 2H2 +O2 2H2O Como slo hay 60 g de oxgeno, ste es el reactivo limitante y la masa de agua que se forma, ser: 67,5 g H2O b) El reactivo en exceso, como hemos calculado en el apartado anterior, es el hidrgeno y la cantidad de ste que reacciona con los 60 g de oxgeno que se consumen totalmente, ser:7,5 g H2 Por tanto, el exceso ser: n g H2 = 20 g 75 g = 125 g de H2 en exceso c) Aplicando la ecuacin de los gases perfectos y despejando el volumen:

4. En la reaccin: NaCl +AgNO3 AgCl +NaNO3 a) Qu masa de cloruro de plata puede obtenerse a partir de 100 mL de nitrato de plata 05 M y 100 mL de cloruro de sodio 04 M? b) Calcule la cantidad de reactivo en exceso que queda sin reaccionar, expresada en gramos. Datos. Masas atmicas: N = 14; O = 16; Na = 23; Cl = 355; Ag = 108. a) Sol: el reactivo limitante es el cloruro de sodio, luego la masa de cloruro de plata que se puede obtener, ser: m: 5'74 g de AgCl b) En el apartado anterior se ha calculado que tenemos 005 moles de nitrato de plata y 004 moles de cloruro de sodio (reactivo limitante) y que por la relacin estequiomtrica reaccionan 004 moles

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de nitrato de plata con los 004 moles de cloruro de sodio y por tanto, queda un exceso de 001 moles de nitrato de plata. Sol: m: 17 g de AgNO3 5. Se mezclan 20 g de cinc puro con 200 mL de cido clorhdrico 6 M. Cuando termina el desprendimiento de hidrgeno: a) Qu quedar en exceso, cinc o cido? b) Qu volumen de hidrgeno, medido a 27C y a la presin de 760 mm de mercurio se habr desprendido? Datos. R = 0082 atmL K-1mol-1. Masas atmicas: H = 1; Cl = 355; Zn = 654.

Sol:

a) Se escribe la ecuacin y se ajusta: Zn + 2HCl ZnCl2 + H2

Reacciona todo el Zn gastando 062 moles de cido clorhdrico de los 12 moles presentes. Por tanto, el reactivo en exceso es el cido clorhdrico. b)

6. Dada la siguiente reaccin qumica: 2 AgNO3 + Cl2 N2O5 + 2 AgCl + O2 Calcule: a) Los moles de N2O5 que se obtienen a partir de 20 g de AgNO3. Sol: 0'06 moles de N2O5 b) El volumen de oxgeno obtenido, medido a 20 C y 620 mm de mercurio. Sol: 0'883 L de O2 Datos. R = 0082 atmL K-1mol-1Masas atmicas: N=14; O=16; Ag=108. 7. El nquel reacciona con cido sulfrico segn: Ni + H2SO4 NiSO4 + H2 a) Una muestra de 3 g de nquel impuro reacciona con 2 mL de una disolucin de cido sulfrico 18 M. Calcule el porcentaje de nquel en la muestra. b) Calcule el volumen de hidrgeno desprendido, a 25 C y 1 atm, cuando reaccionan 20 g de nquel puro con exceso de cido sulfrico. Datos. R = 0082 atmL K-1mol-1. Masa atmica: Ni = 587 Solucin: a) 211 g de Ni El porcentaje de Ni en la muestra de 3 g ser: 70'3 % b) Despejando el volumen de la ecuacin

de

los

gases

perfectos:

8. El carbonato de sodio se puede obtener por descomposicin trmica del bicarbonato de sodio, segn la reaccin: 2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O Se descomponen 50 g de bicarbonato de sodio de un 98% de riqueza en peso. Calcule: a) El volumen de CO2 desprendido, medido a 25C y 12 atm. Sol: 5'9 L b) La masa, en gramos, de carbonato sdico que se obtiene. Sol: 30'9 g Na2CO3 Datos. R = 0082 atmL K-1. Masas atmicas: Na = 23; H = 1; C = 12; O = 16. 9. Al tratar 5 g de galena con cido sulfrico se obtienen 410 cm3 de H2S, medidos en condiciones normales, segn la ecuacin: PbS + H2SO4 PbSO4 + H2S Calcule: a) La riqueza de la galena en PbS. Sol: La riqueza ser: 88 % b) El volumen de cido sulfrico 05 M gastado en esa reaccin. Sol: V = 36 mL Datos. Masas atmicas: Pb = 207; S = 32. 10. Cuando se calienta clorato de potasio (KClO3) se descompone en cloruro de potasio y oxgeno. a) Calcule la cantidad de clorato de potasio del 80% de riqueza en peso, que ser necesario para producir 1 kg de cloruro de potasio. Sol: m: 20554 g de KClO3 b) Cuntos moles de oxgeno se producirn y qu volumen ocuparn en condiciones normales? Sol: V: 450 L Datos. R = 0082 atmL K-1. Masas atmicas: O = 16; Cl = 355; K = 39. 11. El sulfato de sodio y el cloruro de bario reaccionan en disolucin acuosa para dar un precipitado blanco de sulfato de bario segn la reaccin: Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2 NaCl a) Cuntos gramos de BaSO4 se forman cuando reaccionan 85 mL de disolucin de sulfato de sodio 075 M con exceso de cloruro de bario? Sol: m = 1'491 g BaSO4 b) Cuntos mL de cloruro de bario de concentracin 015 M son necesarios para obtener 06 g de sulfato de bario? Sol: V:17 mL Datos. Masas atmicas: O = 16; S = 32; Ba = 137

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12. Se disuelven 5 gramos de nitrato de plata impuro en 500 mL de agua. Si al aadir a esta disolucin 20 mL 3 de otra disolucin de cido clorhdrico de densidad 107 g/cm y riqueza del 4% en peso, precipita toda la plata como cloruro de plata, calcule: a) La riqueza de la muestra de nitrato de plata. Sol: riqueza: 78'2 % b) La molaridad del cido clorhdrico. Sol: 115 M Datos. Masas atmicas: H = 1; N = 14; O = 16; Cl = 355; Ag = 108 13. Cuando se aade agua a 100 g de carburo de calcio se forma gas acetileno (etino), segn la reaccin: a) Calcule los gramos de acetileno que se obtendrn Sol: m: 40'63 g C2H2 b) Si se quema el gas acetileno obtenido, calcular los litros de dixido de carbono que se formarn medidos en condiciones normales. Sol: V: 70 L Datos. R = 0082 atmL K-1Masas atmicas: H = 1; C = 12; O = 16; Ca = 40 14. Una mezcla de 100 cm3 de metano y etano arde completamente con 320 cm3 de oxgeno,

CaC2 (s) + 2 H2O Ca(OH)2 (ac) + C2H2 (g)

Calcule: a) El volumen de cada gas en la mezcla. b) Las fracciones molares de cada gas. Solucin a) Resolviendo este sistema de ecuaciones, se llega a x = 20 mL de metano e y = 80 mL de etano. b) Las fracciones molares vienen dadas por: fmolar = 20 mL / 100 mL = 02 para el metano. fmolar = 80 mL / 100 mL = 08 para el etano. 15. Cuando se tuesta una cierta cantidad de pirita, segn: 2 FeS2 + 11/2 O2 4 SO2 + Fe2O3 el dixido de azufre obtenido produce 1000 L de H2SO4 8 M. Teniendo en cuenta que el rendimiento de la reaccin global es del 100 %, calcule: a) El nmero de kg de pirita necesarios para generar esa cantidad de cido sulfrico, suponiendo que la pirita es pura. b) El porcentaje de impureza de la pirita si se han usado 1000 kg de mineral para producir esa cantidad de cido sulfrico. Datos. Masas atmicas: S = 32; Fe = 5585. Solucin a) As, la masa de FeS2 = 4794 kg. b) El porcentaje de impureza es: Porcentaje impureza=(5206 kg impureza /1000 kg mineral)100 = 5206 % 16. El cido sulfrico reacciona con el cobre y forma sulfato de cobre (II), dixido de azufre y agua. En cierto experimento se emplea 50 mL de cido sulfrico 9M y 20 g de cobre 90% de pureza. Calcula el volumen de dixido de azufre gas producido, a 700 mmHg y 25 C, si el rendimiento previsto de la reaccin es del 60%. Sol: V: 3,58 L

segn: CH4 + O2 CO2 + H2O C2H6 + O2 CO2 + H2O




17. El nitrato de calcio puede obtenerse por reaccin del carbonato de calcio con cido ntrico. a) Calcula los moles de carbonato de calcio y de cido ntrico disponibles si se parte de 250 g de carbonato del 82% de pureza y 500 mL de disolucin 3M de cido. Sol: 2,05 y 1,50 moles. b) Determina la masa de nitrato de calcio que podr obtenerse con los reactivos anteriores si l rendimiento global del proceso de obtencin es del 93%. Sol: m: 123,08 g





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Unidad 6 Ejercicios propuestos