problemas química 1º

Física y Química 1º Bachillerato 1

QUÍMICA

LA MATERIA. CONCEPTOS BÁSICOS.

1. En varios óxidos de plomo se encontró que las masas de plomo y oxígeno que se combinan so las siguientes:

Muestra Masa de plomo (g) Masa de oxígeno (g) Masa de óxido de plomo (g)

1 59,412 4,588 64,000

2 119,517 9,230 128,747

3 259,860 40,140 300

¿Qué ley o leyes se cumplen de acuerdo con estos resultados? (Edelvives)

2. Experimentalmente se encuentra que 1,003 g de sodio se combinan con 0,6970 g de oxígeno y se obtiene óxido de sodio. Calcula la masa de sodio y de oxígeno que se han de combinar para obtener 2,943 g de este óxido. (Casals)

3. Calcula la cantidad de moles y de moléculas que hay en 22 g de dióxido de carbono (CO2). Sol: 0,5 moles y 3,01·1023 moléculas. (Editex).

4. Halla la cantidad de oro en moles y en gramos que hay en 3,01·1025 átomos de oro. Sol: 50 moles y 9848,50 g. (Editex).

5. Halla la composición centesimal del carbonato de cobre (II), cuya fórmula es CuCO3. Sol: 51,4 % de Cu, 9,7 % de C, 38,9 % de O. (Editex).

6. Calcula la composición centesimal del sulfato de aluminio: Al2(SO4)3. Sol: 15,8 % de Al; 28,1 % de S; 56,1 % de O. (McGraw Hill).

7. La composición centesimal de un óxido de cobre es: 79,9 % de Cu y 20,1 % de O. ¿Qué masa de cada elemento debe combinarse para obtener 5 g de ese óxido de cobre? Sol: 3,995 g Cu y 1,005 g O. (Vicens Vives).

8. Calcula los gramos de plata que podrías obtener de 50 g de nitrato de plata (AgNO3). Sol: 38,1 g. (McGraw Hill).

9. Calcula la masa de nitrógeno existente en 10 kilogramos de nitrato de potasio (KNO3). Sol: 1,386 kg. (Editex).

10. ¿Qué compuesto químico tiene mayor porcentaje de nitrógeno: el (NH4)2SO4 o el NH4NO3? Sol: 35 % en el (NH4)2SO4 y 21,2 % en el NH4NO3 (Editex).

1111.. ¿¿CCuuáánnttaass mmoollééccuullaass ddee cclloorroo hhaayy eenn 1122 gg ddee cclloorroo mmoolleeccuullaarr?? SSii ttooddaass llaass mmoollééccuullaass ddee cclloorroo ssee ddiissoocciiaarraann ppaarraa

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1122.. EEll aazzuuffrree yy eell hhiieerrrroo ssee ccoommbbiinnaann ppaarraa ffoorrmmaarr uunn ssuullffuurroo ddee hhiieerrrroo eenn uunnaa pprrooppoorrcciióónn ddee 22,,1133 gg ddee aazzuuffrree ppoorr ccaaddaa

33,,7722 gg ddee hhiieerrrroo.. EEnn uunnaa ccááppssuullaa ssee ccoollooccaann 55 gg ddee aazzuuffrree:: aa)) ¿¿QQuuéé ccaannttiiddaadd ddee hhiieerrrroo ddeebbeemmooss uuttiilliizzaarr ppaarraa qquuee ssee

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ssuullffuurroo ddee hhiieerrrroo ssee oobbtteennddrráá ssii eenn llaa ccaappssuullaa ppoonneemmooss 55 gg ddee aazzuuffrree yy 55 gg ddee hhiieerrrroo?? SSooll:: aa))

88,,7733 gg ddee hhiieerrrroo.. bb)) 1133,,7733 gg ddee ssuullffuurroo ddee hhiieerrrroo.. cc)) 77,,8866 gg ddee ssuullffuurroo ddee hhiieerrrroo.. ((SSaannttiillllaannaa))

1133.. SSee ssaabbee qquuee eell aazzuuffrree yy eell ooxxííggeennoo ssee ccoommbbiinnaann ppaarraa ffoorrmmaarr ttrreess ccoommppuueessttooss.. LLooss aannáálliissiiss ddee uunnaa mmuueessttrraa ddee ccaaddaa

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2 Física y Química 1º Bachillerato

BB:: 55,,22 gg ddee aazzuuffrree yy 22,,66 gg ddee ooxxííggeennoo.. 33)) CCoommppuueessttoo CC:: 00,,66 gg ddee aazzuuffrree yy 00,,66 gg ddee ooxxííggeennoo.. DDeemmuueessttrraa qquuee ssee

ccuummppllee llaa lleeyy ddee llaass pprrooppoorrcciioonneess mmúúllttiipplleess.. ((SSaannttiillllaannaa))

1144.. EEll oozzoonnoo eess uunn ggaass qquuee ssee oobbttiieennee ppoorr ttrraannssffoorrmmaacciióónn ddeell ooxxííggeennoo.. AAll hhaacceerr llaa rreeaacccciióónn eenn eell llaabboorraattoorriioo ssee

eennccuueennttrraa qquuee,, ccuuaannddoo rreeaacccciioonnaann 44,,55 LL ddee ooxxííggeennoo ssee oobbttiieenneenn 33 LL ddee oozzoonnoo,, mmeeddiiddooss aammbbooss ggaasseess eenn llaass mmiissmmaass

ccoonnddiicciioonneess ddee pprreessiióónn yy tteemmppeerraattuurraa.. ¿¿CCuuáánnttooss lliittrrooss ddee ooxxííggeennoo nneecceessiittaarrííaammooss ppaarraa oobbtteenneerr 550000 mmLL ddee oozzoonnoo eenn

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SSooll:: NN22OO33 ((SSaannttiillllaannaa))

GASES

1. Queremos llenar un recipiente de 10 L con gas a 0 ºC. Calcula qué volumen de gas a 30 ºC necesitamos si mantenemos constante la presión. Sol: 11,1 L

2. Se calientan 50 mL de cierto gas desde 300 K hasta 400 K y se aumenta su presión desde 100.000 Pa a 220.000 Pa. Calcula el nuevo volumen del gas. Sol: 30,3 mL

3. Determina la relación entre la presión inicial y final de una masa de gas si hemos disminuido su volumen a su quinta parte y hemos aumentado su temperatura al doble. Sol: P = 10 P0

4. Una masa de gas ocupa 100 L a 0 ºC. Calcula la temperatura para que el volumen aumente hasta 180 L si la presión se mantiene constante. Sol: 218,4 ºC

5. Un gas ocupa un volumen V a una temperatura T y 1'5 atm de presión. Calcula la presión del gas si reducimos el volumen a la mitad y aumentamos la temperatura absoluta al triple. Sol: 9 atm

6. Calcula el volumen de 4 moles de un gas a 100 ºC de temperatura y 2 atm de presión. Sol: 61'2 L

7. Si 8'36 g de un gas ocupan 4'256 L en CN, determinar si el gas es dióxido de azufre, SO2, etano, C2H6, o dióxido de carbono, CO2. Masas atómicas: S = 32 u.; C = 12 u.; O = 16 u.; H = 1 u. Sol: CO2

8. Calcula la temperatura de 100 g de dióxido de carbono, CO2, que ocupan 20 L a 3'2 atm de presión. Masas atómicas: C = 12 u.; O = 16 u. Sol: 70'4 ºC

9. Calcula la masa molecular de una gas si 32 g de éste ocupan un volumen de 6765 mL a una presión de 3040 mm de Hg y 57 ºC de temperatura. Sol: 32 u.

10. Cierto gas contenido en un recipiente ocupa 18 L, medidos en CN, y su densidad es de 0'759 g/L. Calcula el número de moles de gas contenidos y su masa molecular. Sol: 0'8 moles; M = 17 u.

11. Un recipiente de acero de 10 L contiene hidrógeno, H2, a la presión de 2 atm y a 50 ºC de temperatura. Calcular los moles de dióxido de carbono, CO2, que debemos introducir en el recipiente, a la misma temperatura, para que la presión sea de 3 atm. Masas atómicas: H = 1 u.; C = 12 u.; O = 16 u. Sol: 0'38 moles

12. Tenemos 25 g de dióxido de carbono, CO2, y 2'5 moles de oxígeno, O2, en un recipiente de 0'1 m³. Calcula la presión total en el recipiente y las presiones parciales de cada gas si la temperatura es de 30 ºC. Masas atómicas: C = 12 u.; O = 16 u. Sol: P = 0'76 atm; P(CO2) = 0'14 atm; P(O2) = 0'62 atm.


13. Tenemos una mezcla de 0'5 moles de dióxido de azufre, SO2, con otro gas ocupando 25 L en CN. Si la mezcla tiene una densidad de 1'95 g/L, calcula la cantidad de gas desconocido y su masa molecular. Sol: 0'62 moles; M = 27 u.

1144.. UUnn rreecciippiieennttee ddee 9900 LL ccoonnttiieennee 110000 gg ddee nniittrróóggeennoo,, NN22,, 115500 gg ddee ooxxííggeennoo,, OO22,, yy uunnaa cciieerrttaa ccaannttiiddaadd ddee hheelliioo,, HHee.. SSii llaa pprreessiióónn ddeell rreecciippiieennttee eess ddee 33''22 aattmm aa 3300 ººCC ddee tteemmppeerraattuurraa,, ccaallccuullaa llaa mmaassaa yy mmoolleess ddee hheelliioo qquuee hhaayy eenn eell rreecciippiieennttee yy llaa pprreessiióónn ppaarrcciiaall ddee ccaaddaa ggaass.. MMaassaass aattóómmiiccaass:: NN == 1144 uu..;; OO == 1166 uu..;; HHee == 44 uu.. SSooll:: 1133''33 gg ddee HHee;; 33''33 mmoolleess ddee HHee;; PP((NN22))==00''9999 aattmm;; PP((OO22))==11''2299 aattmm;; PP((HHee))==00''9922 aattmm

15. Tenemos una mezcla formada por 0'3 moles de nitrógeno, N2, con otro gas desconocido. Si la mezcla ocupa 11'2 L en CN y tiene una densidad de 1'321 g/L, calcula el número de moles del gas desconocido y su masa molecular. Masa atómica: N = 14 u. Sol: 0'2 moles; M = 31'6 u.

16. Tenemos 10 L de dióxido de carbono, CO2, a 2 atm y 20 ºC, y 5 L de hidrógeno, H2, a 5 atm y 25 ºC. Si mezclamos ambos gases en un recipiente de 25 L a 40 ºC, calcula la presión total en el interior del recipiente y la presión parcial de cada gas. Masas atómicas: C = 12 u.; O = 16 u.; H = 1 u. Sol: 1'90 atm.; P(CO2) = 0'85 atm; P(H2) = 1'05 atm

17. Añadimos dióxido de carbono, CO2, a 3'2 moles de nitrógeno, N2, hasta que la mezcla ocupa 100'8 L a 27 ºC de temperatura y 150.000 Pa de presión. Calcular la cantidad de CO2 que se añadió y la densidad de la mezcla. Masas atómicas: C = 12 u.; O = 16 u.; N = 14 u. (1 atm = 101273 Pa) Sol: 2'86 moles; d = 2'1 g/L

18. Una mezcla de 12 g de metano, CH4, y 18 g de etano, C2H6, ocupa 28 L. Calcula la temperatura de la mezcla para una presión total de 1'2 atm y presión parcial de cada gas. Masas atómicas: C = 12 u.; O = 16 u. Sol: 30'5 ºC; P(CH4) = 0'7 atm; P(C2H6) = 0'5 atm

19. Calcula la masa de gas metano, CH4, que debes añadir a 100 g de dióxido de carbono, CO2, para obtener 80 L de mezcla a 2 atm de presión y 300 ºK de temperatura. Calcula también la densidad de la mezcla obtenida. Masas atómicas: C = 12 u.; O = 16 u.; H = 1 u. Sol: 67'68 g; 2'1 g/L.

20. Calcula el volumen que ocupa 1 mol de oxígeno en condiciones normales. ¿Qué volumen ocupará 0,5 moles de nitrógeno?

Sol: 22,4 L y 11,2 L respectivamente. (Editex).

21. Calcula la masa molar de un gas si 6 g ocupan 3,3 L medidos a 28 ºC y 1000 mm Hg de presión.

Sol: 34 g mol-1. (Edelvives).

22. Calcula la masa molar del gas cloro sabiendo que 10 mL medidos en CN de dicho gas tienen una masa de 0,0 317 g.

Sol: 71 g. (McGraw Hill).

23. Una mezcla de dos gases constituida por 2 g de metano, CH4, y 6 g de etano, C2H6, ocupa un volumen de 21,75 L. Calcula. A) La temperatura de la mezcla si la presión total es de 0,50 atm. b) La presión parcial de cada gas.

Sol: a) 135 ºC b) 0,28 atm y 0,22 atm. (Editex).

24. En un recipiente introducimos 0,21 moles de nitrógeno, 0,12 moles de hidrógeno y 2,32 moles de amoniaco. Si la presión total es de 12,4 atm, ¿cuál es la presión parcial de cada componente?

Sol: 0,98 atm; 0,56 atm; 10,86 atm. (McGraw Hill).

25. Una muestra de 300 L de aire contiene nitrógeno, N2, con una concentración del 78,1 % en volumen. Calcula: a) los litros de nitrógeno que hay en la muestra; b) la masa de nitrógeno que contiene la muestra si ésta se encuentra en condiciones normales de presión y temperatura. Sol: a) 234,3 L b) 292,9 g. (Editex)

DISOLUCIONES


1. En 20 cm3 de una disolución de hidróxido de sodio (NaOH) hay 2 g de esta sustancia. a) ¿Cuál es la concentración molar de esta sustancia? b) ¿Qué volumen de agua habrá que agregar a esa disolución para que la concentración sea 0,4 M?

Sol: a) 2,5 M b) 105 cm3. (Bruño).

2. a) ¿Cuántos gramos de ácido nítrico (HNO3) hay en 20 mL de disolución 0,02 M? b) Determina la cantidad de agua que habría que añadir a los 20 mL para que la disolución pase a ser 0,0125 M.

Sol: a) 0,0252 g b) 12 mL. (Bruño).

3. Se toma un volumen de 50 mL de una disolución de ácido sulfúrico, H2SO4, del 20 % en masa y de densidad 1,14 g mL-1, y se añade agua hasta completar un volumen de 250 mL. ¿Cuál es la molaridad de la nueva disolución?

Sol: 0,47 M. (Vicens Vives).

4. El ácido clorhídrico es uno de los más fuertes de uso normal en los laboratorios químicos. El ácido concentrado que se utiliza es una disolución de cloruro de hidrógeno gaseoso, HCl, en agua, de concentración 37,5 % en masa y densidad 1,19 g/mL. ¿Qué volumen debe tomarse de este ácido concentrado para obtener, añadiendo agua, 500 mL de disolución 6 M? ¿Cuál es la molalidad de la nueva disolución?

Sol: a) 245,4 mL. b) 6,86 m. (Vicens Vives).

5. Se mezclan 150 mL de una disolución de ácido sulfúrico, H2SO4, del 44 % en masa y densidad 1,34 g/mL con 100 mL de otra disolución del mismo ácido 1 M y densidad 1,06 g/mL. Determina la molaridad y molalidad de la disolución resultante.

Sol: a) 4 M. b) 4,78 m. (Vicens Vives).

6. El ácido nítrico (HNO3) es un ácido muy utilizado en disolución muy concentrada: 15 M y densidad 1,42 g/mL. ¿Cuál es el porcentaje en masa del ácido nítrico en esta disolución? ¿Y su molalidad?

Sol: a) 66,5 %. b) 31,6 m. (Vicens Vives).

7. ¿Qué volumen de un hidróxido de sodio, NaOH, al 20 % en masa y densidad 1,22 g/mL debe añadirse a 100 mL de otra disolución de NaOH de concentración 2 M, para obtener una disolución 3 M?

Sol: 32,26 mL. (Vicens Vives).

8. Con 250 mL de una disolución de HCl de concentración 2 M se hacen las siguientes operaciones: se añade agua destilada hasta completar un volumen de 500 mL; a continuación se toman 100 mL de esta disolución y se le añade agua hasta completar un volumen de 250 mL. Calcula la concentración de la disolución final.

Sol: 0,4 M. (Editex).

9. A 20 ºC, la solubilidad del cloruro de sodio, NaCl, en agua es de 35 g por 100 g de agua. Si añadimos 200 g de cloruro de sodio a medio litro de agua: a) ¿Se podrá disolver todo el cloruro de sodio? b) ¿Qué tipo de disolución se formará?

Sol: a) Sobrará 25 g de NaCl. b) Saturada. (SM).

10. A 20 ºC, la solubilidad de un cierto compuesto en agua es 10 g de compuesto por 100 g de agua. Obtenemos una disolución mezclando 14 g de dicho compuesto en 150 g de agua, ¿es una disolución saturada o insaturada?

Sol: Insaturada. (SM).

11. Al añadir 652,5 g de nitrato de sodio, NaNO3, a 750 mL de agua que se encuentra a 20 °C, se obtiene una disolución saturada. ¿Cuál es la solubilidad del nitrato de sodio en 100 g de agua a esa temperatura?

Sol: 87 g nitrato en 100 g agua a 20 °C. (SM).

12. Calcula el descenso de la presión de vapor del agua si se añaden 20 g de glucosa (C6H12O6) en 500 g de agua a 25 °C. Presión de vapor del agua a 25 °C = 23,8 mm Hg.

Sol: 0,09 mm Hg. (Vicens Vives).


13. Calcula la temperatura de ebullición y de fusión, a presión atmosférica, de una disolución de azúcar en agua, sabiendo que su concentración es 0,85 molal y que los valores de las constantes ebulloscópica y crioscópica del agua son, respectivamente, Ke = 0,52 °C kg mol-1 y Kc = 1,86 °C kg mol-1.

Sol: a) 100,44 °C b) -1,58 °C. (Editex).

14. Como anticongelante para los automóviles podemos elegir entre el etilenglicol, C2H6O2, y la glicerina, C3H8O3. Si disolvemos masas iguales de las dos sustancias en el mismo volumen de agua, ¿cuál disminuirá más el punto de congelación? ¿Por qué?

Sol: El etilenglicol por poseer mayor molalidad. (Vicens Vives).

15. Al disolver 46 g de una sustancia desconocida en 250 mL de agua, el punto de congelación de la disolución es -3,72 °C. Calcula la masa molar de la sustancia. Kc = 1,86 °C kg mol-1.

Sol: 92 g/mol. (Vicens Vives).

16. Calcula la presión osmótica de 500 mL de una disolución de sacarosa, C12H22O11, que contiene 12,00 g de sacarosa a 20 °C.

Sol: 1,69 atm. (Editex).

17. Calcula los gramos de glucosa (C6H12O6) que hay en 0,5 L de disolución si, a 25 °C, presenta una presión osmótica de 2,56 atm.

Sol: 9 g. (Vicens Vives).

18. Una disolución de ácido sulfúrico, H2SO4, en agua tiene una densidad de 1,045 g/cm3. Si la cantidad de ácido que hay en 1 L de disolución es 98 g, calcula: a) su concentración molar; b) las fracciones molares del ácido y del disolvente; c) la concentración molal del ácido.

Sol: a) 1 M b) 0,0187 y 0,981 c) 1,06 m. (Editex).

19. Al disolver 1,71 g de una sustancia en 500 mL de agua, a 25 °C, la presión osmótica de la disolución es 185,7 mm Hg. ¿Cuál es la masa molar de la sustancia?

(Vicens Vives).

ESTEQUIOMETRÍA

1. ¿Qué cantidad de oxígeno se precisa para quemar 0,464 kg de butano (C4H10)? ¿Qué cantidad de dióxido de carbono se desprende en el proceso? Sol: 1664 g de oxígeno; 1408 g de dióxido de carbono.

2. Por reacción entre el carbonato de sodio y el hidróxido de calcio se obtiene hidróxido de sodio y carbonato de calcio. Calcula: a) La cantidad de carbonato de sodio necesario para obtener 25 kg de hidróxido de sodio. b) La cantidad de carbonato de calcio formado en la reacción. Sol: a) 33,125 kg. b) 31,25 kg.

3. Calentando clorato de potasio se obtiene, por descomposición, oxígeno y cloruro de potasio. a) ¿Cuántos gramos de clorato de potasio son necesarios para obtener 2 L de oxígeno en condiciones normales? b) ¿cuántos moles de cloruro de potasio se han obtenido? Sol: a) 7,3 g. b) 0,06 moles. (Bruño)

4. Un alambre de 0,558 g de hierro puro, al entrar en contacto con gas cloro, se ha transformado en cloruro de hierro(III). a) ¿Cuántos moles de cloro han reaccionado? b) ¿Cuántos gramos de cloruro de hierro(III) se han formado? Sol: a) 0,015 moles. b) 1,623 g. (Bruño)

5. En un recipiente con agua se echan 0,92 g de sodio. Calcula: a) Los moles de hidróxido de sodio e hidrógeno que se han formado. b) El volumen de hidrógeno obtenido a 20 ºC y 0,9 atm.


Sol: a) 0,04 moles de hidróxido de sodio y 0,02 moles de hidrógeno. b) 0,534 L. (Bruño)

6. ¿Qué cantidad de carbono puro habrá que quemar para producir 2000 L de dióxido de carbono, medido a 325 ºC y 1 atm de presión? Sol: 489,4 g.

7. La combustión del etanol (C2H5OH) produce dióxido de carbono y agua. Se pide: a) Calcular el número de moles de oxígeno que se necesitarán para producir 0,8 moles de dióxido de carbono. b) Hallar el número de moléculas de agua que se producirán a partir de 25 moléculas de etanol. c) Calcular el número de moles de etanol que reaccionarán con 4·1024 moléculas de oxígeno. Sol: a) 1,2 moles de oxígeno. b) 75 moléculas de agua. c) 2,21 moles de etanol.

8. La combustión completa de etanol (C2H5OH) genera dióxido de carbono y agua. a) Calcula las moléculas de agua que se producirán cuando se quemen 15 moléculas de dicho alcohol. b) ¿Qué cantidad de etanol reaccionará con 5,1.1024 moléculas de oxígeno? Sol: a) 45 moléculas. b) 2,82 moles.

9. El hierro y el azufre reaccionan mediante calentamiento para formar sulfuro de hierro (III). a) Escribe y ajusta la ecuación que representa el proceso. b) Calcula los átomos de hierro que reaccionan con un mol de átomos de azufre. c) ¿A cuántos gramos de hierro equivalen esos átomos? Sol: b) 4,01.1023 átomos de Fe. c) 37,3 g.

10. El metano reacciona con el vapor de agua para dar monóxido de carbono e hidrógeno. Calcula el volumen de hidrógeno, medido en condiciones normales, que puede obtenerse a partir de 1 kg de gas metano. Sol: 4200 L de hidrógeno. (Vicens Vives)

11. El sulfuro de hidrógeno reacciona con el oxígeno dando dióxido de azufre y agua. Calcula el volumen de oxígeno necesario para que reaccionen totalmente 100 L de sulfuro de hidrógeno. Sol: 150 L de oxígeno. (Vicens Vives)

12. Calcula el volumen de oxígeno que es necesario para la combustión de 4 L de gas butano, C4H10. En la reacción se obtiene dióxido de carbono y agua. Sol: 26 L. (Vicens Vives)

13. Calcula los gramos de carbonato de sodio necesario que deben reaccionar con ácido sulfúrico para obtener el dióxido de carbono suficiente para rellenar un recipiente cúbico de 2 m de arista, a la presión de 500 mm de Hg y temperatura de 50 ºC. Sol: 21,067 kg. (Bruño)

14. Calcula el volumen de aire necesario para obtener 500 L de óxido de nitrógeno(II) mediante la oxidación del amoníaco. El aire contiene un 21 % de oxígeno en volumen y en la reacción también se produce agua. Sol: 297,6 L de aire. (Vicens Vives)

15. El ácido clorhídrico reacciona con el carbonato de calcio, dando cloruro de calcio, dióxido de carbono y agua. Calcula el volumen de una disolución de 2 M de ácido clorhídrico necesario para reaccionar completamente con 10 g de una caliza que contiene un 86 % de carbonato de calcio. Sol: 86 mL. (Vicens Vives)

16. ¿Que masa de oxígeno se necesita para quemar 30 g de etanol (C2H5OH)? En condiciones normales, ¿qué volumen de dióxido de carbono se desprende? Sol: 62,6 g; 29,2 L.

17. Han reaccionado totalmente 6,54 g de cinc con HCl, dando cloruro de cinc e hidrógeno. a) Calcula la cantidad de cloruro de cinc obtenido en la reacción. b) ¿Qué volumen de hidrógeno podrá ser obtenido a 17 ºC y 1 atm? Sol: a) 13,64 g. b) 2,38 L.

18. En un matraz de 1 L se introducen 1,2 g de magnesio y oxígeno a la presión de 2,2 atm y 27 ºC. Se provoca la combustión del magnesio para producir óxido de magnesio. Determina: a) Las moles de oxígeno antes y después de la reacción. b) La presión en el interior del matraz al final de la reacción, si se mide a la temperatura inicial. Sol: a) 0,0894 moles.; 0,0647 moles. b) 1,59 atm. (Bruño)

19. Cuando el ácido sulfúrico reacciona con el cobre metálico se obtiene sulfato de cobre(II), dióxido de azufre y agua. Calcula el volumen de una disolución 0,2 M de ácido sulfúrico que debe reaccionar con un exceso de metal


de cobre para obtener 0,5 L de dióxido de azufre gaseoso, medido en condiciones normales. Sol: 223,2 mL de disolución de ácido sulfúrico. (Vicens Vives)

20. El ácido clorhídrico reacciona con el hierro, dando cloruro de hierro(II) e hidrógeno. Calcula el volumen de una disolución de ácido clorhídrico del 17 % en peso y densidad 1,08 g/mL que, al reaccionar con un exceso de hierro, produce 50 L de hidrógeno, a 20 ºC y 720 mm de Hg. Sol: 783 mL. (Vicens Vives)

21. Calcula la masa de aluminio necesaria para obtener 10 L de hidrógeno, medido a 20 ºC y 700 mm de Hg, cuando se le hace reaccionar con un exceso de ácido sulfúrico. En la reacción se obtiene sulfato de aluminio e hidrógeno. Sol: 6,9 g. (Vicens Vives)

22. El cloruro de amonio reacciona con el hidróxido de sodio dando amoníaco, cloruro de sodio y agua. Determina el volumen de amoníaco, medido a 20 ºC y 720 mm de Hg, que puede obtenerse a partir de 5 g de cloruro de amonio. Sol: 2,37 L. (Vicens Vives)

23. La descomposición térmica del nitrito de amonio en agua y nitrógeno permite la obtención de este gas en el laboratorio. Determina la masa de nitrito de amonio que es preciso calentar para obtener 0,50 L de nitrógeno, medidos a 25 ºC y 710 mm de Hg. Sol: 1,2 g. (Vicens Vives)

24. El dióxido de carbono reacciona con el hidróxido de potasio para dar carbonato de potasio y agua. Si tenemos 50 mL de una disolución 0,20 M de hidróxido de potasio y hacemos burbujear a través de ella dióxido de carbono, calcula el volumen de este gas, medido a 27 ºC y 740 mm de Hg, que será necesario para que reaccione todo el hidróxido presente. Sol: 126 mL de dióxido de carbono. (Vicens Vives)

25. Cuando el nitrato de plata reacciona con el carbonato de sodio se obtiene nitrato de sodio y carbonato de plata que precipita. Si se parte de 20 mL de disolución 0,1 M de nitrato de plata, calcula el volumen de una disolución 0,2 M de carbonato de sodio que debe añadirse para conseguir que toda la plata precipite en forma de carbonato. Sol: 5 mL. (Vicens Vives)

26. El cloruro de magnesio reacciona con el hidróxido de sodio dando cloruro de sodio e hidróxido de magnesio, que es insoluble y precipita. Si al tratar un exceso de cloruro de magnesio con 150 mL de una disolución de hidróxido de sodio se obtienen 8,7 g de precipitado de hidróxido de magnesio, ¿cuál es la molaridad de la disolución? Sol: 1,98 M. (Vicens Vives)

27. El cloruro de bario reacciona con el ácido sulfúrico dando ácido clorhídrico y sulfato de bario, que precipita. Si al tratar un exceso de cloruro de bario con 100 mL de una disolución de ácido sulfúrico, cuya densidad es 1,1 g/mL, se obtienen 39,2 g de precipitado de sulfato de bario, ¿cuál es el % en peso de la disolución de ácido sulfúrico? Sol: 14,97 %. (Vicens Vives)

28. Se queman 10 kg de un producto que contiene un 75 % de sulfuro de mercurio(II). En la combustión se produce dióxido de azufre y mercurio. Suponiendo que en el proceso se recupera todo el mercurio inicial, calcula: a) El volumen de dióxido de azufre obtenido a 27 ºC y 1 atm de presión. b) El volumen de mercurio obtenido, si su densidad es 13,6 g/cm³. Sol: a) 0,793 m³. b) 475,6 cm³. (Bruño)

29. Al reaccionar cloruro de amonio con óxido de calcio, se produce amoníaco, cloruro de calcio y agua. Si reaccionan 20 g de cloruro de amonio, halla: a) El volumen de amoníaco producido en condiciones normales. b) La cantidad de cal (óxido de calcio) necesaria si su pureza es del 80 %. Sol: a) 8,37 L. b) 13,08 g. (Bruño)

30. Se queman 20 L de metano medidos en CN. Calcula el volumen de aire necesario para la combustión, medido en las mismas condiciones, si el aire contiene un 20 % en volumen de oxígeno. Sol: 200L. (Bruño)

31. La masa de una lámina de hierro de 80,0 g se ha incrementado en 8,0 g al estar en contacto con la atmósfera y oxidarse formando óxido de hierro(III). ¿Cuánto hierro se ha oxidado? Sol: 18,6 g. (Bruño)


32. Calcula la masa de amoníaco que se puede obtener con 10 L de hidrógeno medidos en condiciones normales y con exceso de nitrógeno, si el rendimiento de la reacción es del 70%. Sol: 3,5 g.

33. El carbonato de calcio de una piedra caliza se descompone por calcinación en óxido de calcio y dióxido de carbono. Calcula la riqueza de una caliza, tal que al calcinar 80 g de ella deja un residuo que pesa la mitad. Sol: 89,3 %.

34. Se tratan 200 g de carbonato de calcio con una disolución 4 M de HCl. Calcula: a) El volumen de disolución necesario para que reaccione todo el carbonato. b) El volumen de dióxido de carbono obtenido a 15 ºC y 750 mm Hg. Sol: a) 1 L. b) 47,86 L.

35. Los carbonatos de metales pesados se descomponen por calor en dióxido de carbono y el óxido del metal correspondiente. Calcula la masa de cal viva (CaO) que se obtiene al calentar 100 kg de piedra caliza que contiene un 80% de carbonato cálcico. Sol: 44,8 kg.

36. El dióxido de titanio, TiO2, reacciona con el aluminio dando óxido de aluminio y titanio. Calcula la cantidad de aluminio necesaria para extraer todo el titanio contenido en 200 kg de un producto con una riqueza del 43 % en dióxido de titanio. Sol: 38 745 kg. (Vicens Vives)

37. El carbonato de plomo(II) se descompone, por el calor, en óxido de plomo(II) y dióxido de carbono. Calcula la masa de un mineral que contiene un 85 % de carbonato de plomo(II) que será necesario emplear para obtener 5 L de dióxido de carbono, medidos en condiciones normales. Sol: 70,17 g de mineral. (Vicens Vives)

38. Halla el volumen de nitrógeno, medidos a 30 ºC y 720 mm de Hg, que se obtiene tratando 10 g de un nitrito de potasio del 80 % de pureza con un exceso de cloruro de amonio. En la reacción se obtiene cloruro de potasio, agua y nitrógeno. Sol: 246 L. (Vicens Vives)

39. Determina el volumen de aire, medido en condiciones normales, necesarios para obtener 1 kg de óxido de plomo(II) a partir de la tostación de un sulfuro de plomo(II). El aire contiene un 21 % en volumen de oxígeno. Sol: 716,8 L de aire. (Vicens Vives)

40. En un matraz de 1 L de capacidad hay oxígeno, a la presión de 1,8 atm y 300 K, junto con una cinta de hierro puro de 0,279 g. Si el hierro se oxida totalmente a óxido de hierro(III), calcula: a) La cantidad de óxido de hierro(III) formado. b) La presión final en el interior del matraz, una vez enfriado hasta la temperatura inicial (se desprecia el volumen del hierro y del óxido de hierro(III)). Sol: a) 0,399 g. b) 1,697 atm. (Bruño)

41. Se mezclan dos disoluciones, una de nitrato de plata y otra de cloruro de sodio, cada una de las cuales contiene 20 g de cada sustancia. Calcula la masa de cloruro de plata que se forma. Sol: 16,9 g.

42. Se dispone de una disolución 2 M de ácido clorhídrico que se adiciona a carbonato de calcio para obtener dióxido de carbono, cloruro de calcio y agua. Para recoger el gas se dispone de una probeta de 250 cm3 (a 1 atm de presión y 27 ºC de temperatura). a) Calcula la masa de carbonato de calcio necesaria para llenar la probeta. b) Calcula el volumen de disolución necesario. Sol: a) 1,016 g de carbonato. b) 10,16 mL de disolución.

43. Cuando el sulfuro de sodio reacciona con ácido clorhídrico se obtiene cloruro de sodio y sulfuro de hidrógeno. Si hacemos reaccionar un exceso de sulfuro de sodio con 100 mL de una disolución de ácido clorhídrico al 30 % en peso y densidad 1,15 g/mL, ¿qué volumen de sulfuro de hidrógeno se obtiene, medido a 27 ºC y 740 mm de Hg? Sol: 12,32 L. (Vicens Vives)

44. Un mineral contiene un 80 % de sulfuro de cinc. Calcula la masa de oxígeno necesaria para que reaccionen 445 g de mineral (se forma óxido de cinc y dióxido de azufre). Sol: 175,4 g.

45. Para determinar la riqueza de una muestra de cinc se toman 50 g de la misma y se trata con una disolución de HCl del 35 % en peso y densidad 1'18 g/mL, consumiéndose 129 mL. En la reacción se produce cloruro de cinc e


hidrógeno. Calcula el porcentaje de cinc en la muestra y la molaridad de la disolución. Sol: a) 95,52 % de cinc. b) 11,33 M.

46. Se tienen dos toneladas de caliza. Calcula el número de kilogramos de óxido de calcio que se pueden obtener por descomposición si la riqueza de la caliza es del 95 % en carbonato de calcio y el rendimiento del proceso es del 75 %. Sol: 798 kg de CaO.

47. Cuando el cloruro de amonio reacciona con el hidróxido de calcio se obtiene cloruro de calcio, amoníaco y agua. A partir de estos datos, calcula la masa de hidróxido de calcio que será necesario para reaccionar con 20g de un producto comercial que contiene un 92 % de cloruro de amonio. Sol: 12,73 g. (Vicens Vives)

48. Al calentar el sulfuro de plomo(II) en presencia de oxígeno, se obtiene óxido de plomo(II) y dióxido de azufre. Calcula el volumen de oxígeno, medido en condiciones normales, que será necesario para reaccionar con 500 g de un mineral que contiene un 86 % de sulfuro de plomo(II). Sol: 60,4 L. (Vicens Vives)

49. El ácido clorhídrico reacciona con el cinc para dar cloruro de cinc e hidrógeno molecular. Calcula el volumen de disolución de ácido clorhídrico al 10%, cuya densidad es 1,05 g/mL, que será necesario para disolver 20 g de una muestra que contiene un 90 % de cinc (el resto son impurezas). Sol: 191,35 mL. (Vicens Vives)

50. ¿Qué volumen de disolución de ácido sulfúrico 0,1 M se necesita para neutralizar 10 mL de disolución 1 M de NaOH? Sol: 50 mL.

51. El ácido sulfúrico reacciona con el cinc, dando sulfato de cinc e hidrógeno. Si introducimos 10 g de cinc en un vaso que contiene 200 mL de ácido sulfúrico 0,5 M, qué cantidad de metal quedará sin reaccionar? Sol: 3,46 g. (Vicens Vives)

52. Disponemos de 500 kg de H2S y 500 kg de SO2 y queremos obtener azufre (en la reacción también se produce agua). Calcula: a) La masa de reactivo que quedará en exceso. b) Su volumen, medido a 20 ºC y 740 mm de Hg. c) La cantidad de azufre obtenido. Sol: a) 29,4 kg de dióxido de azufre. b) 11,3 m3. c) 705,9 kg de azufre.

53. Se hace saltar una chispa eléctrica en el interior de una mezcla formada por 200 mL de hidrógeno y 400 mL de aire, con lo que el hidrógeno y el oxígeno del aire se combinan para formar agua. Si toda el agua formada se condensa, ¿cuál es la composición en volumen de la mezcla final? (El aire contienen un 21 % en volumen de oxígeno). Sol: 9,19 % de hidrógeno y 90,81 % de aire. (Vicens Vives)

54. En un matraz de 1 L hay 0,05 moles de oxígeno y 0,05 moles de hidrógeno. Si reaccionan al hacer saltar una chispa eléctrica en su interior, determina: a) Los moles de agua formados. b) Cuántos moles de uno de los gases quedan sin reaccionar. c) La presión en el interior del matraz a 0 ºC. Sol: a) 0,05 moles. b) 0,025 moles de oxígeno. c) 1,67 atm.

55. Se tratan 6,00 g de aluminio con 50,0 mL de disolución 0,6 M de ácido sulfúrico. Calcula: a) El reactivo que se encuentra en exceso. b) El volumen de hidrógeno gaseoso que se obtendrá en la reacción, medido en condiciones normales. c) La cantidad de gramos de sulfato de aluminio que se obtendrán. Sol: a) Aluminio. b) 0,672 L. c) 3,42 g. (SM)

56. Cuando se calienta carbonato de calcio, se descompone en óxido de calcio y dióxido de carbono. ¿Cuál es el rendimiento de la operación si al calentar 37,2 g de carbonato se obtienen 19,6 g de óxido de calcio? Sol: 94,1 %. (SM)

57. El ácido sulfúrico reacciona con el aluminio para producir sulfato de aluminio hidrógeno. ¿Qué volumen de disolución de ácido sulfúrico 1,4 M se necesita para reaccionar exactamente con 100 g de aluminio? Sol: 3,96 L. (Edelvives)


58. El hidróxido de sodio se obtiene por reacción entre el hidróxido de calcio y el carbonato de sodio, obteniéndose también carbonato de calcio. Calcula la cantidad de carbonato de sodio necesaria para obtener 200 g de hidróxido de sodio si el rendimiento de la reacción es del 50 %. Sol: 530 g. (Edelvives)

59. ¿Cuántos litros de dióxido de carbono medidos a 200 ºC y 1,2 atm se producen en la combustión de 80 g de carbono? Sol: 215,6 L. (Edelvives)

60. ¿Cuál es la concentración de una disolución de hidróxido de sodio si 40 mL neutralizan 60 mL de una disolución 0,10 M de ácido clorhídrico? Sol: 0,15 M. (Edelvives)

61. El ácido clorhídrico se puede obtener haciendo reaccionar cloruro de sodio con ácido sulfúrico, aplicando calor. ¿Cuánto ácido sulfúrico del 85 % en masa se necesitará para obtener 500 kg de ácido clorhídrico del 40 % en masa? Sol: 3,2.105 g. (Edelvives)

problemas química 1º

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