Examen 1º Bachillerato
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| Examen 1º Bachillerato Cantidad de sustancia y reacciones químicas Nombre y Apellidos: ______________________________________________________________________ Cuestiones (3 puntos) Respuesta correcta: + 0,60; Respuesta incorrecta: - 0,20; Respuesta no contestada: 0
Pesos Atómicos: H = 1;N = 14;O = 16;Fe = 56;S = 32;P = 31;Zn = 65,4;Cl = 35,5;C = 12;Cu = 63,5;Ca = 40;Na = 23;Al = 27 Problemas (7 puntos)
Por definición, la molaridad M se define como el número de moles de soluto por litro de disolución,  y teniendo en cuenta que el número de moles, n, se calcula dividiendo la masa, m, de la sustancia de que se trate entre el peso molecular, PM, de dicha sustancia, la expresión anterior queda  El peso molecular, PM, del H2SO3 es 1×2 + 32×1 + 16×3 = 82 u. Es decir, que 1 mol equivale a 82 g. Además, la valencia del H2SO3 es 2. Por tanto, a partir de la expresión anterior,  Por definición, la normalidad, N, se define como el número de equivalentes gramo de soluto por litro de disolución,  Además, un equivalente gramo de una sustancia es el cociente entre el Peso Molecular de dicha sustancia y su valencia,  Para calcular el número de equivalentes habrá que dividir la masa de la sustancia por el valor de un equivalente gramo,  Por tanto, a partir de la definición de Normalidad, 
La fórmula de la acetona es C3H6O, cuyo peso molecular es 12 × 3 + 1 × 6 + 16 × 1 = 58 u. De este peso molecular, 36 u corresponden al carbono, 6 u al hidrógeno y 16 u al oxígeno. Por tanto, podemos calcular el porcentaje correspondiente a cada uno de los elementos químicos: Si 58 u son el 100% del peso de la acetona, 36 u serán el porcentaje del carbono,  Haciendo lo mismo con el hidrógeno y el oxígeno,  
El peso molecular del ácido clorhídrico, HCl, es 1 × 1 + 35,5 × 1 = 36,5 u. Como la densidad del ácido es 1,19 g/ml, primero debemos calcular cuál es la masa de los 1,5 litros de disolución. De la definición de densidad,  Es decir, que la masa de los 1,5 litros de disolución es 1785 g. Pero al ser de una riqueza en peso del 37,5%, esto quiere decir que sólo el 37,5% de los 1785 g corresponden al ácido puro, 
El peso molecular del dióxido de carbono, CO2, es 12 × 1 + 16 × 2 = 44 u. Como nos dan los datos del dióxido, podemos usar la ecuación de los gases ideales para obtener el número de moles, teniendo en cuenta que la temperatura debe estar en Kelvin, T = (273 + 21) ºC = 294 K  Sabiendo que un mol de moléculas contiene el número de Avogadro de moléculas, 6,022 × 1023, entonces los 0,50 mol de CO2 contendrán 0,50 × 6,022 × 1023 = 3,011 × 1023 moléculas de CO2 Y como cada molécula de CO2 contiene 3 átomos, 3 × 3,011 × 1023 moléculas = 9,033 × 1023 átomos
El peso molecular del NaOH es 1 × 23 + 16 × 1 + 1 × 1 = 40 u. Como tenemos que calcular la molaridad, debemos saber el número de moles de hidróxido que hay por cada litro de disolución. Como la densidad de la base es 1,43 g/ml, primero debemos calcular cuál es la masa de 1 litro de disolución. De la definición de densidad,  Pero al ser de una riqueza en peso del 40%, esto quiere decir que sólo el 40% de los 1430 g corresponden al hidróxido puro,  Es decir, que en 1 litro de disolución, 572 g son de hidróxido puro. Por tanto, la molaridad será  Para calcular la normalidad, sabemos que la valencia del hidróxido es 1, por lo que 1 eq de NaOH es  Por lo que en este caso, al ser la valencia 1, la normalidad coincide en módulo con la molaridad  Según la definición de molalidad, debemos calcular los kg de disolvente en la disolución. Se obtienen restando a la masa total de la disolución la masa del hidróxido puro 1430 g – 572 g = 858 g Y la molalidad será el número de moles de soluto por kg de disolvente, 
En primer lugar debemos calcular la masa de los 20 litros de hidrógeno usando la ecuación de los gases ideales. Teniendo en cuenta que el número de moles se calcula dividiendo la masa del hidrógeno H2 entre su peso molecular (1 u × 2 = 2 u)  El peso molecular del Al es 27 u. La ecuación química ajustada nos indica las proporciones según las que reaccionan el Al y el H2SO4 para producir H2 2 moles de Al (2 × 27 g = 54 g) al reaccionar con el sulfúrico forman 3 moles de H2 (3 × 2 g = 6 g). Como necesitamos obtener 1,615 g de H2, usamos la siguiente proporción, Como 54 g de Al producen 6 g de H2, los 1,615 de H2 que necesitamos serán producidos por una cierta cantidad de Al, 
El peso molecular del metano es 1 × 12 u + 4 × 1 u = 16 u, y el del hidrógeno es 2 × 1 u = 2 u. La ecuación química ajustada nos indica las proporciones según las que reaccionan el metano y el agua para producir el monóxido y el hidrógeno, 1 mol de CH4 (16 g) reacciona siempre con 1 mol de agua formando 3 moles de H2 (3 × 2 g = 6 g). Por tanto, si tenemos 1000 g de metano, se formará una cierta cantidad de hidrógeno,  Para calcular el volumen de hidrógeno formado usaremos la ecuación de los gases ideales, teniendo en cuenta que la temperatura es 273 K y la presión 1 atm, 
El peso molecular del HCl es 1 × 1 + 1 × 35,5 = 36,5 u y el del H2S es 2 × 1 + 1 × 32 = 34 u. Lo primero que hay que hacer es calcular la masa de HCl puro que tenemos, para luego plantear las correspondientes proporciones. De la definición de densidad,  Pero al ser de una riqueza en peso del 30%, esto quiere decir que sólo el 30% de los 115 g corresponden al ácido puro,  La ecuación química ajustada nos indica las proporciones según las que reaccionan el HCl y el Na2S para producir el H2S. Como tenemos exceso de sulfuro de sodio, el reactivo limitante es el ácido clorhídrico, por lo que será el que controle dicha reacción. 2 moles de HCl (2 × 36,5 g = 73 g) producen siempre 1 mol de H2S (34 g), por lo que los 34,5 g de HCl que tenemos producirán una cierta cantidad de H2S,  Para calcular el volumen de H2S formado sólo queda por usar la ecuación de los gases ideales, teniendo en cuenta que el peso molecular del H2S es 34 u y que 24ºC equivalen a (24 + 273) K = 297 K, 
En primer lugar debemos calcular la masa de ácido clorhídrico puro que hay en los 500 ml del ácido del que disponemos.  Pero al ser de una riqueza en peso del 35%, esto quiere decir que sólo el 35% de los 590 g corresponden al ácido puro,  Es decir, que en 500 ml de ácido, 206,5 g son de ácido puro. La ecuación química ajustada nos indica las proporciones según las que reaccionan el clorhídrico y el carbonato para producir el cloruro, dióxido de carbono y agua, 2 moles de HCl (2 × 36,5 g = 73 g) reaccionan siempre con 1 mol de CaCO3 (1 × 40 + 1 × 12 + 3 × 16 = 100 g). Por tanto, los 75 g de carbonato reaccionarán con una cierta cantidad de HCl,  Por tanto sobrarán 206,5 g –54,75 g = 151,75 g HCl www.fisicayquimica.com |
