Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Química

Química y Sociedad QUI - 010 Certamen 3 Casa Central (10 Diciembre año 2008)

Forma ANombre:............................................................................Rol USM.............................................Profesor:...........................................................................Paralelo.............................................

1. La concentración de iones [OH-] en una solución acuosa 0,2 M de hipoclorito de sodio (NaClO) es:

a. 2,14*10-5 Mb. 2,23*10-4 Mc. 3,52*10-6 Md. 2,41*10-4 Me. 6,53*10-7 M

2. Se mezclan 3,0 [L] de una solución 0,5 M de HClO con 5,0 [L] de una solución 0,4 M de NaClO. El pOH de la solución final es:

a. 6.0b. 4.8c. 6,4d. 5.6e. 7.8

3. Se plantean las siguientes afirmaciones:I. La base conjugada del H2O es OH-

II. El ácido conjugado del H2O es H3O+

III. La base conjugada del H2PO4- es HPO4

-2

IV. El ácido conjugado del HPO4-2 es PO4

-3

Son correctas las siguientes afirmaciones:

a. I, II y IIIb. I, III, y IVc. II, III, y IVd. I y III e. II y IV

4. Indique la aseveración incorrecta:

a. La sangre generalmente tiene un pH 7,4 lo que corresponde a una concentración de [H3O+] de 3,98*10-8 Mb. Una solución 0,2 M de HCl tiene un pH = 0,7c. Una solución de amoníaco 0,20 M que está ionizada en un 4% tiene un valor de pOH = 2,10d. El pH de una solución 0,15 M de NaOH es 13,18e. Una solución que tiene un pH = 4,69 tiene una concentración de [H3O+] = 2,04*10-5M

5. En 500 [mL] de solución acuosa se tienen disueltos 0,100 [g] de NaClO (PM = 74,5 [g/mol]) y 0,100 [g] de NaCl (PM = 58,5 [g/mol]). Luego, el pH de esta solución es:

a. 4,5

b. 9,5c. 7,0d. 7,5e. 8,0

6. Se prepara una solución amortiguadora añadiendo 1,125 [moles] de NH4Cl a 500 [mL] de una solución acuosa de NH3 0,500 M. Determinar el pH inicial de este amortiguador y el pH que tendrá la solución final si se burbujean 0,0100 [moles] de HCl gaseoso a través del amortiguador:

a. 8,60 ; 8,58b. 9,55 ; 10,01c. 10,1 ; 9,25d. 9,45 ; 9,00e. 9,55 ; 9,50

7. Se tienen soluciones acuosas de HNO3, H2PO4

-,H3PO4, y HCN, cada una de ellas con la misma concentración 0,12 M. Se afirma que:

I. La solución de HNO3, tiene el menor valor de pHII. El pH de la solución de H2PO4

- es menor que el de la solución de H3PO4

III. El pH de la solución de HCN tiene el mayor valor

Basado en lo anterior, son correctas:

a. Sólo Ib. I y IIc. I y IIId. Todase. Sólo III

8. Para una solución 0,2 M de acetato de sodio (CH3COONa), se puede afirmar correctamente que:

I) El anión acetato hidroliza porque se trata de un ácido conjugado fuerte.II) El anión acetato hidroliza porque se trata de una base conjugada fuerte.III) El pH de la solución es 9,02

a. I, IIb. II, IIIc. I, II, IIId. I, IIIe. Todas

9. Al mezclar 30 [mL] de solución de acido benzoico (C6H5COOH) 0,1 M con 14 [mL] de una solución de hidróxido de calcio (Ca(OH)2) 0,1 M, el pH de la solución resultante será:

a. 7,8b. 5,3c. 8,7d. 6,2e. 11,0

10. Establezca cuáles de las siguientes combinaciones sirven para formar una solución tampón o buffer (suponga concentraciones semejantes de ambas especies)

(I) NH3 / NH4-

(II) HClO / ClO-

(III) NaOH / Na+

(IV) CH3COOH / CH3COO-

a. (I) y (III)b. (I), (II) y (IV)c. (III) y (IV)d. Sólo (I)e. Ninguna de las anteriores

11. Considerando una celda electroquímica basada en la siguiente reacción

2H+(ac) + Sn(s) Sn2+

(ac) + H2(g)

Determine cual de las siguientes acciones podrían cambiar el potencial generado por la celda.

a. Aumentar el pH en el compartimento del cátodob. Bajar el pH en el compartimento del cátodoc. Incrementar la [Sn+2] en el compartimento del ánodod. Cualquiera de las anteriores e. Ninguna de las anteriores

12. Se desea construir una celda galvánica mediante las siguientes semiceldas:

Pb+2(ac) + 2e Pb(s) εo = -0,126 [V]

Sn+2(ac) + 2e Sn(s) εo = -0,136 [V]

Establezca cual de las siguientes aseveraciones es(son) correcta(s):

I) El electrodo de Sn es el ánodo y el electrodo de Pb es el cátodoII) Los electrones circulan del electrodo de Sn al de PbIII) Tanto el Sn como el Pb son electrodos activos.IV) Si la concentración de todas las especies iónicas es 1,0 M, el voltaje inicial es igual al voltaje estándar

a. I, IIb. I, IIIc. I, IVd. I, II, IIIe. Todas

13. Una celda galvánica está formada de un electrodo de plata (Ag) que está en contacto con 346 [mL] de una solución de AgNO3 0,100M y un electrodo de magnesio (Mg) en contacto con 288 [mL] de una solución de Mg(NO3)2 0,100M.

Mg+2(ac) + 2e Mg(s) εo = -2,37 [V]

Ag+(ac) + e Ag(s) εo = +0,80 [V]

Las masas atómicas del Mg y de la Ag son 24,3 y 107,9 respectivamente.Se puede afirmar correctamente que:

I) El potencial estándar de la celda es 3,17 [V]II) El magnesio se oxida en el ánodo y la plata se reduce en el cátodoIII) Cuando se han depositado 1,20 [g] de Ag en el electrodo de Ag, el potencial de la celda ha descendido a 3,16 [V]IV) Para alcanzar los 3,16 [V] en la celda se deben disolver 0,135 [g] de Mg

a. Ib. I, IIc. I, II, IIId. I, III, IVe. Todas

14. El potencial inicial generado por la siguiente pila de concentración es:

Cu(s) / Cu+2 (10-5 M) // Cu+2 (10-1 M) / Cu(s)

a. 1,51 [V]b. 0,50 [V]c. 0,91 [V]d. 0,25 [V]e. 0,118 [V]

15. Se estudia una pila cuya reacción total es Zn(s) + Ni2+

(ac) Zn2+(ac) + Ni(s). Cuando las

concentraciones son: [ Ni+2] = 2,50 M y [ Zn+2] = 0,100 M, el potencial inicial generado es:

a. 0,40 [V]b. 0,50 [V]c. 0,52 [V]d. 0,55 [V]e. 0,46 [V]

Zn+2(ac) + 2e Zn(s) εo = -0,76 [V]

Ni+2(ac) + 2e Ni(s) εo = -0,25 [V]

16. Determine el voltaje inicial de la siguiente celda: Mg(s) / Mg+2 (0,5 M)// ENH

Forma A

ENH: electrodo normal de hidrógeno

Mg+2(ac) + 2 e Mg(s) ε0 =-2,37 [V]

2H+(ac) + 2e H2 (g) ε0 = 0,00 [V]

a. 2,36 [V]

b. 2,38 [V]

c. -2,36 [V]

d. -2,37 [V]

e. 0,00 [V]

17. Establezca cuál es el voltaje final generado al construir una pila con las siguientes semiceldas conectadas con un puente salino de agar-agar. Vaso A: barrita de Tl inmerso en 500 [mL] de solución conteniendo Tl+ 1,0 M con Vaso B: alambre de Al inmerso en 400 [mL] de solución conteniendo Al+3 1,0 [M].

Tl+(ac) + e Tl(s) ε0 = - 0,34 [V]

Al+3(ac) + 3e Al(s) ε0 = -1,66 [V]

a. 0,0 [V]

b. 2,0 [V]

c. 2,7 [V]

d. -2,0[V]

e. -2,7 [V]

18. La constante de equilibrio de la reacción química espontánea correspondiente a la siguiente celda galvánica es:

Pt(s)/Cr2O7-2(0,05 M),H+(1,0 M),Cr+3(0,02 M) // Fe+2(0,1

M), Fe+3 (0,2 M) /Pt(s)

Cr2O7 -2 (ac) + 14 H+ (ac) + 6e 2 Cr+3

(ac) + 7 H2O(l) ε0 = +1,330 [V]

Fe+3(ac) + e Fe+2

(ac) ε0 = + 0,771 [V]

a. 8,0 *1033

b. 5,6 *1056

c. 6,5 *1065

d. 8,0* 10-3

e. 2,9 *109

19. Se construye la siguiente celda galvánica:

Sn(s)/Sn+2(1,0 M) // Pb+2(0,0010 M)/Pb(s)

Pb+2(ac) + 2e Pb(s) εo = -0,126 [V]

Sn+2(ac) + 2e Sn(s) εo = -0,136 [V]

Se afirma que el voltaje inicial de esta celda en condiciones estándar y que el voltaje inicial de

la celda en las condiciones señaladas son respectivamente:

a. 0,262 [V] y –0,079 [V]b. –0,262 [V] y 0,079 [V] c. 0,010 [V] y –0,079 [V]d. 0,010 [V] y 0,079 [V]e. 0,262 [V] y 0,079 [V]

20. Para la reacción de la pila siguiente, es posible afirmar que:

Pt/MnO4-(0,1M),H+(0,8),Mn+2(0,1M)// Cu+2(0,05M)/Cu

MnO4-(ac)+8H+

(ac)+5e ⇔Mn+2(ac)+4H2O(l)

εo=+1,510 [V]Cu+2

(ac) + 2e ⇔ Cu(s) εo=+0,337 [V]

(I) Ambos electrodos son inertes.(II) El pH de la semicelda en donde ocurre la reacción del manganeso baja a medida que avanza la reacción.(III) El ánodo corresponde a la semicelda del cobre.(IV) El potencial inicial de la pila es ∆ε o = 1,173 [V].

Son correctas las alternativas:

a. (I) y (III)b. (II) y (IV)c. (III) y (IV)d. Sólo (III)e. Todas

DATOS

A 25 [°C] para el agua Kw = 1,0 ⋅ 10-14

pH = -log [H3O+]

Forma A / Ce3 QUI 010 / s2 año 2008

Casa Central

BB/EP/MT/JS/AA/FR/mao

aAaA(ac)(ac) + bB + bB(ac)(ac) cC cC(ac)(ac) + dD + dD(ac)(ac)

Constantes de Ionización de ácidos y bases débiles.

Acido K a Base K b

Acido sulfuroso H2SO3 1.2 E-02 HSO3- 8.3 E-13

Sulfato ácido HSO4- 1.2 E-02 SO4

2- 8.3 E-13

Acido fosfórico H3PO4 7.5 E-03 H2PO4- 1.3 E-12

Acido fluorhídrico HF 7.2 E-04 F- 1.4 E-11

Acido nitroso HNO2 4.5 E-04 NO2- 2.2 E-11

Acido fórmico HCOOH 1.8 E-04 HCOO- 5.6 E-11

Acido benzoico HC7H5O2 6.3 E-05 C7H5O2- 1.6 E-10

Acido acético CH3COOH 1.8 E-05 CH3COO- 5.6 E-10

Acido propanoico HC3H5O2 1.4 E-05 C3H5O2- 7.1 E-10

Acido carbónico H2CO3 4.2 E-07 HCO3- 2.4 E-08

Acido sulfhídrico H2S 1.0 E-07 HS- 1.0 E-07

Fosfato biácido H2PO4- 6.2 E-08 HPO4

2- 1.6 E-07

Sulfito ácido HSO3- 6.2 E-08 SO3

2- 1.6 E-07

Acido hipocloroso HClO 3.5 E-08 ClO- 2.9 E-07

Amonio NH4+ 5.6 E-10 NH3 1.8 E-05

Acido cianhídrico HCN 4.0 E-10 CN- 2.5 E-05

Carbonato ácido HCO3- 4.8 E-11 CO3

2- 2.1 E-04

Fosfato ácido HPO42- 3.6 E-13 PO4

3- 2.8 E-02

Sulfuro ácido HS- 1.3 E-13 S2- 7.7 E-02

Acido fuerte en aumento

Base fuerte en aumento

[ ] [ ][ ] [ ]ba

dc

BA

DClog

n0591,0−ε∆=ε∆

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Química y Sociedad QUI - 010 Certamen 3 Casa Central (10 Diciembre año 2008)

Forma AResumen de respuestas

NOMBRE Y APELLIDO (LETRA IMPRENTA).................................................................................

Rol USM ..................................................................... Paralelo…………………….

Profesor.........................................................................

Alternativa

Pregunta a b c d e1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X18 X19 X20 X

Atención:1. Sólo se corregirán las respuestas marcadas en esta hoja con lápiz pasta2. En caso de dar más de una respuesta a una pregunta ésta se considerará

automáticamente mala

Nota Certamen = ( n1 ) · 5

Donde: n1 = Nº de preguntas buenas n2 = Nº de preguntas malas

n3 = Nº de preguntas omitidas