COLEGIO RAIMUNDO LULIOCENTRO CATÓLICO - CONCERTADO

Franciscanos T.O.R.Departamento de Ciencias

QUIMICA 2º BACHILLERATO (2012 – 2013)Ejercicios de estado gaseoso, disoluciones y estequiometría

1 El azufre en estado de vapor tiene una densidad con relación al aire de 8,8 a 445ºC y de 2,2 a 1000ºC. Sabiendo que la composición volumétrica del aire es de 21% de oxígeno y 79 % de nitrógeno, determinar la fórmula química de la molécula de azufre a ambas temperaturas.

Sol: S8 y S2

2 Se han obtenido tras una reacción química 0,26 g de oxígeno a 18ºC y 748 Torr. Si se repite exactamente la misma reacción pero se recoge ahora el oxígeno burbujeándolo sobre agua y en las mismas condiciones de P y T anteriores, ¿qué volumen de gas se obtendrá?. Dato Pv(H2O)18ºC = 15 mm Hg.

Sol: 201 cc

3 Una mezcla de gases a la presión atmosférica está constituida por un 18% de hidrógeno, 24 % de monóxido de carbono, 6 % de anhídrido carbónico y 52 % de nitrógeno ( en volumen). Determinar:

a) La masa molecular aparente de la mezcla.

b) La densidad de la mezcla en condiciones normales.

c) Las presiones parciales de cada uno de los gases componentes, expresadas en mm de Hg.

Sol: a) 24,28 g/mol; b) 1,08 g/l ; c) P(H2) = 136,8 mm Hg; P(CO) = 182,4 mm Hg; P(CO2) = 45,6 mm Hg; P(N2) = 395,2mm Hg

4 Se quema una mezcla equimolecular de butano y propano que contiene 88 g de propano.

a) Escribir las reacciones de combustión.

b) Calcular los moles de cada combustible.

c) Determinar el volumen de aire que se necesita para quemar la mezcla sabiendo que el aire contiene un 21 % de oxígeno en volumen.

Sol: 2576 litros.

5 Para quemar completamente una mezcla equimolecular de etano (C2H6) y acetileno (C2H2) ha sido necesario 240 ml de oxígeno, medidos en condiciones normales. ¿Qué peso de ambos gases existía en la mezcla primitiva?

Sol: 53,57 mg C2H6 y 46,43 mg C2H2

6 Una mezcla de monóxido de carbono y oxígeno ocupa un volumen de 200 cc. Después de inflamada, el volumen de

la mezcla resultante de dióxido de carbono y oxígeno es de 170 cc. Calcular los volúmenes de monóxido de carbono y de oxígeno que había en la mezcla primitiva.

Sol: 60 cc de CO y 140 cc de O2

7 Calcular el volumen de aire (21 % de O2

y 79 % de N2 en volumen) necesario para la combustión total de 6 litros de sulfuro de hidrógeno, sabiendo que se forman anhídrido sulfúrico y agua liquida. Determinar también el volumen gaseoso de la mezcla resultante y su composición porcentual.Sol: 42,86 litros de aire; 39,86 litros de la cual 15,05% es SO2 y 84,94 % es N2

8 Un recipiente de 4 litros contiene N2 a 25ºC y 604 mm Hg, y otro de 10 litros contiene helio a 25 ºC y 354 mm Hg. Se conectan ambos recipientes a través de un tubo capilar. Calcular:

a) Las presiones parciales de cada gas y la presión total de la mezcla.

b) La fracción molar de nitrógeno en la mezcla.

c) La composición porcentual en peso de la mezcla.

Sol: a) 173 mm Hg, 252 mm Hg y 425 mm Hg; b) 0,406

9 Disponemos de un litro de ácido sulfúrico comercial concentrado del 96% de riqueza en peso que tiene una densidad de 1,84 g/ml.

a) Calcular la molaridad del ácido sulfúrico.

b) Calcular la fracción molar del ácido sulfúrico.

Sol: a) 18 M; b) 0,815

10 Un ácido clorhídrico comercial contiene un 37% en peso con una densidad de 1,19 g/ml. ¿Qué cantidad de agua se debe añadir a 20 ml de este ácido para que la disolución resultante sea 1 M?

Sol: 221 ml de agua

11Reacciona completamente 1 g de un determinado metal con ácido sulfúrico diluido, En la reacción se desprende hidrógeno que recogido sobre agua ocupa un volumen de 390 cc a 25ºC y 745 mm Hg. El ácido sulfúrico se preparó a partir de uno comercial de densidad 1,83 g/cc y 91% de riqueza en peso. Calcular:

a) La molaridad del ácido sulfúrico comercial.

b) El volumen del ácido sulfúrico comercial que será necesario para preparar 1 litro de ácido sulfúrico 0,5 N.

c) El peso equivalente del metal.Sol: a) 17 M; b) 14,7 cc; c) 33,3 g/eq

12 En una disolución de ácido sulfúrico al 26% en peso y densidad 1,19 g/cc, calcular:

a) La normalidad y la molaridad de la misma.

b) El volumen de agua que habrá de añadirse a 100 cc de la disolución anterior para obtener una disolución 3 N de dicho ácido.

Sol: 6,32 N; 3,16 M; b) 111cc

13 Las especificaciones de la etiqueta de un frasco que contiene una disolución acuosa de hidróxido sódico son, densidad: 1,18 g/ml y 28% de riqueza en peso. Calcular:

a) El volumen de esta disolución necesario para preparar 1 litro de disolución 2 M de dicha base.

b) Cuántos ml de una disolución de ácido clorhídrico que contiene 18,25 g en 500 ml de disolución son necesarios para neutralizar 25 ml de la disolución básica preparada en el apartado a.

14 Para conocer el contenido en carbonato cálcico de una muestra de suelo se pesan 0,5 g del mismo y se tratan con ácido clorhídrico 2 M, obteniéndose 44,8 ml de anhídrido carbónico (medidos a 1 atm y 0ºC), cloruro de calcio y agua. Calcular:

a) El volumen de ácido clorhídrico para llevar a cabo la reacción.

b) El porcentaje de carbonato cálcico en el suelo analizado.

15 Se toman 200 ml de una disolución de cloruro de magnesio de concentración 2 N y se mezclan con 400 ml de una disolución de la misma sustancia 2,5 M. Al conjunto se le añaden 100 ml de agua. Determinar la normalidad de la disolución resultante. Suponer los volúmenes aditivos.

Sol: 3,4 N16 Una mezcla de cloruro de plata y

bromuro de plata contienen un 21,28 % de bromo.

a) ¿Cuál es el tanto por ciento de bromuro de plata en la mezcla?

b) ¿Cuál es el tanto por ciento de plata en la mezcla?Sol: 50% de AgBr; b) 66,3 % de Ag

17 Una muestra de 1,02 g que contenía carbonato cálcico y carbonato de magnesio se calentó hasta la descomposición total de los carbonatos en los óxidos metálicos correspondientes y dióxido de carbono (g). El residuo sólido que quedó después de la descomposición pesó 0,536 g. Calcular:

a) Qué masas de carbonato de calcio y de magnesio componían la muestra original.

b) Qué volumen de gas medido a 15ºC y 750 mm Hg se desprendió durante el calentamiento.

Sol: a) 0,59 g de carbonato cálcico y 0,43 g de carbonato magnésico; b)

0,26 l de CO2

18 Mezclamos 2 dm3 de NH3 (g) medido a 25ºC y 1,30.104 Pa con 3,75 dm3 de HCl (g) medido a 25ºC y 2.104 Pa, y obtenemos cloruro de amonio (s). Calcular:

a) La masa de sal que obtenemos.b) La P al final de la reacción. (T es

constante y los V son aditivos).Sol: 0,56g; b) 8,53.103 Pa.

19 En el análisis de una blenda en la que todo el azufre se encuentra como ZnS, se tratan 0,9364 g de mineral con ácido nítrico concentrado. Todo el azufre pasa al estado de ácido sulfúrico y éste se precipita como sulfato de bario. El precipitado se filtra, se lava, se seca y se pesa. Se han obtenido 1,878 g de sulfato de bario. Calcular el tanto por ciento de ZnS en la muestra de blenda analizada.

Sol: 83,7%.

20 A 1200ºC el fosfato cálcico funde con dióxido de silicio y carbón dando lugar a silicato cálcico, monóxido de carbono y fósforo.

a) Escribir y ajustar la reacción.b) Calcular la masa de fósforo que se

obtendrá a partir de 1000 Kg de una roca de composición 78% de fosfato cálcico y 22% de dióxido de silicio, cuando se funde con carbón en exceso.

Sol: b) 75,6 Kg de P.

21 La obtención del bismuto metal puede hacerse en dos pasos: el mineral sulfuro de bismuto (III) se somete a tostación en corriente de aire, con lo que se obtiene el óxido del metal y dióxido de azufre. Seguidamente. El óxido de bismuto (III) obtenido

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reacciona con carbón obteniéndose bismuto metal y monóxido de carbono.

a) Formule y ajuste las dos reacciones descritas.

b) Suponiendo un rendimiento de reacción del 100%, calcular cuántos Kg de mineral se necesitarán para obtener 1 Kg de metal sabiendo que el mineral contiene un 30% de impurezas.

c) ¿Cuántos litros de gases (a 1 atm y 273K), que pueden producir lluvia ácida se emitirían al ambiente en el caso anterior?

22 Una mezcla de 100 Kg de CS2 y 200 Kg de Cl2 se pasa a través de un tubo de reacción caliente donde se produce: CS2 + 3 Cl2 CCl4 + S2Cl2. Indicar:

a) El reactivo que no reacciona completamente.

b) La cantidad de este reactivo que no reacciona.

c) El peso de S2Cl2 que se obtendrá.Sol: b) 28,638 Kg; c) 126,761 Kg

23 Se obtiene hidróxido de sodio por reacción de carbonato de sodio con hidróxido de calcio.

a) Escribir la reacción que tiene lugar.

b) Calcular los gramos de carbonato de sodio que se necesitan para obtener 10 g de hidróxido de sodio si el rendimiento de la reacción es del 60% y la pureza del carbonato es del 90%.

Sol: b) 22,08 g

24 La tostación de la pirita (FeS2) se produce, en presencia de oxígeno, dando como productos el óxido de hierro (III) y el dióxido de azufre.

a) Escriba la reacción ajustada.b) ¿Cuántos Kg de óxido de Fe (III) se

obtienen el tratar media tonelada de una pirita del 80% de riqueza en FeS2?

c) ¿Qué volumen de aire medido en CN se necesita para tostar dicha cantidad de pirita sabiendo que el aire contiene un 21% de oxígeno en volumen?

25 Determinar la fórmula empírica y la fórmula molecular de un compuesto orgánico que contiene carbono, hidrógeno y oxígeno, sabiendo que:

- en estado de vapor 2 g de compuesto recogido sobre vapor de agua a 715 mm Hg y 40ºC ocupa un volumen de 800 ml.

- al quemar completamente 5 g de compuesto, se obtienen

11,9 g de dióxido de carbono y 6,1 g de agua.DATO: Presión de vapor del agua a 40ºC = 55 mm Hg.

Sol: Coinciden ambas fórmulas, C4H10O.

26 El carbonato de magnesio reacciona con ácido clorhídrico para dar cloruro de magnesio, dióxido de carbono y agua.

a) Calcular el volumen de ácido clorhídrico de densidad 1,095 g/ml y del 20% en peso que se necesitará para que reaccione con 30,4 g de carbonato de magnesio.

b) Si en el proceso anterior se obtienen 7,4 litros de dióxido de carbono, medidos a 1 atm y 27ºC, ¿cuál ha sido el rendimiento de la reacción?

Sol: a) 120 ml; b) 83%

27 En la industria la obtención de etino (C2H2) se reclina a partir de carbón y óxido de calcio, obteniéndose acetiluro cálcico (CaC2) y dióxido de carbono; el acetiluro de calcio a su vez reacciona con agua y se produce acetileno y óxido de calcio.

a) Escriba y ajuste las reacciones que tienen lugar.

b) Si los subproductos de la reacción se disuelven en agua, por separado, indique si las disoluciones resultantes serán ácidas o básicas. Justifique la respuesta.