Ejercicios tema 6 y 7 - ciencias ambientales PDF

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Grado en Ambientales y Geología, 1º CURSO. Asignatura de Química EJERCICIOS DEL TEMA 6 y 7 Departamento de Química y CC.MM. Área de Química Inorgánica

1. Una disolución de ácido sulfúrico al 44% tiene una densidad de 1,343g/mL. Un volumen de 25,0mL de dicha disolución ha sido puesto en contacto con Zn. ¿Cuántos moles de Zn reaccionarán? (R=0.15 moles)

2. El óxido de titanio (IV) es una sustancia blanca que se produce por la acción del ácido sulfúrico sobre el mineral ilmenita (FeTiO3). En la reacción se producen además sulfato ferroso y agua como subproductos. (a) Plantee la ecuación química y ajustarla. (b) El dióxido de titanio producido en la reacción, es una sustancia no tóxica y opaca, cualidades que la hacen ideal para su utilización como pigmento de pinturas y plásticos. En un proceso 8 x 103 kg de ilmenita produjeron 3,67 x 103 kg de dióxido de titanio. ¿Cuál es el rendimiento porcentual de la reacción?. (R = 87.2%). 3. ¿Cuántos kilos de cloruro potásico se pueden obtener por descomposición térmica de 40 kg de un clorato potásico del 98% de riqueza en clorato potásico? (R = 23.9 kg). 4. Calcular la masa del precipitado de sulfato de bario que se forma cuando 2,27 l de una disolución de hidróxido de bario 0,082 M se mezclan con 3,06 l de una disolución 0,0664 M de sulfato sódico. (R = 43.4 g). 5. Se hicieron reaccionar 17,0 g de amoníaco con suficiente cantidad de óxido de cobre (II): NH3 + CuO N2 (g) + H2O + Cu Igualar la ecuación, y calcular: (a) La masa de óxido de cobre que reaccionó. (R = 11.93 g) (b) El número de moles de agua que se formaron. (R = 1,50 moles) 6. Se hacen reaccionar 2,0 moles de dióxido de manganeso con 6,0 moles de ácido clorhídrico, según la reacción: MnO2 (s) + HCI (aq)-MnC12 (aq) + H2O + Cl2 (g) Calcular : (a) La masa del reactivo en exceso (R = 43.5 g) (b) La masa de agua formada. (R = 54,0 g) 7. En un proceso para obtener amoníaco gaseoso, se tratan 25 kg de cal (80% de pureza en hidróxido de calcio) con exceso de cloruro de amonio. La ecuación correspondiente es: Ca (OH)2 + 2 NH4C1  2 NH3 (g) + CaCl2 + 2 H2O

Calcular: (a) El número de moles de amoniaco que se forma. (R = 135,135 ) (b) La masa de agua formada, en kg. (R = 9,70 kg) 8. Se hacen reaccionar 129,5 g de Pb (80 % de pureza) con 200 mL de disolución de HNO3 5M, según la reacción: Pb + HNO3  Pb(NO3)2 + NO2(g) + H2O (a) Ajuste la ecuación química por el método del ion-electrón. (b) El número de iones nitrato contenidos en el Pb(NO3)2 producido. (R=3,01x1023 iones nitrato). 9. Se hacen reaccionar 3,0 L de solución de HCl 5 M, con 120 g de Mg ( pureza 80 %) y exceso de Na3AsO3 , según la reacción: Na3AsO3 + HCl + Mg  AsH3 (g) + MgCl2 + NaCl+ H2O (a) Ajuste la ecuación química. (b) Si la masa de MgCl2 obtenida es separada y disuelta en 1400 mL de agua ¿cuál será la molalidad de la solución de MgC12 resultante?. Dato: Densidad (H2O) = 1,00 g cm-3 (R = 2 m)

10. Una de las rocas más comunes en la Tierra es el feldespato. Un tipo de esta roca tiene una composición CaAl2Si2O8. ¿Cuántos gramos de aluminio pueden obtenerse a partir de 1276 kg de este feldespato? 11. El aluminio y el azufre elementales reaccionan para dar sulfuro de aluminio. Se combinan 1.18 mol de aluminio con 2.25 mol de azufre. ¿Cuál es el reactivo limitante? ¿Cuál es el rendimiento teórico en moles de sulfuro de aluminio?? ¿Cuántos moles del reactivo en exceso quedan sin reaccionar?

12. La reacción de combustión del acetileno a 2000 ºC es: 2C2H2(g) + 5O2(g)  4CO2(g) + 2H2O(g) Si se parte de 175 g de acetileno y otros tantos de oxígeno, ¿cuál es el rendimiento teórico (en gramos) de dióxido de carbono? Si se producen 68.5 litros de CO2 (densidad = 1.85 g/litro), ¿cuál es el rendimiento porcentual? 13. El óxido de titanio (IV) es una sustancia blanca que se produce por la acción del ácido sulfúrico sobre el mineral ilmenita (FeTiO 3). En la reacción se producen además sulfato ferroso y agua como subproductos. (a) Plantee la ecuación química y ajustarla (b) El dióxido de titanio producido en la reacción, es una sustancia no tóxica y opaca, cualidades que la hacen ideal para su utilización como pigmento de pinturas y plásticos. En un proceso 8 x 103 kg de ilmenita produjeron 3,67 x 103 kg de dióxido de titanio. ¿Cuál es el rendimiento porcentual de la reacción? 14. Una muestra de óxido de vanadio de 4.589 g se calentó con hidrógeno gas para dar agua y otro óxido de vanadio que peso 3.782 g. Este segundo oxido se trató más tarde con mas hidrógeno gas para dar 2,573 g de vanadio metálico

(elemental). ¿Cuáles son las fórmulas empíricas de los dos óxidos? ¿Cuál es la masa total de agua formada en las dos reacciones?

15. Los bioquímicos especializados en agricultura usan la 6-bencilaminopurina (C12H11N5) en cantidades a niveles de trazas para controlar el crecimiento de plantas. En una aplicación típica, 150 mL de una disolución contienen 0,030 mg del compuesto. ¿Cuál es la molaridad de la disolución? 16. Calcular cada una de las siguientes cantidades: i. Los gramos de soluto necesarios para preparar 475 mL de sulfato de potasio 5,62 x 10-2 M. ii. La molaridad de una disolución que contiene 6,55 mg de cloruro de calcio en cada mililitro. iii. El número de iones Mg2+ en cada mililitro de bromuro de magnesio 0,184 M. 17. Determine en cada una de las siguientes disoluciones la concentración del ion que se indica: i. [K+] en KNO3 0,238 M. ii. [NO3 ] en Ca(NO3)2 0,167 M. iii. [Al3+] en Al2(SO4)3 0,083 M. iv. [Na+] en Na3PO4 0,209 M. 18. A 12 L de HCl 0,325 M se le adicionan 3,37 L de una disolución de ácido clorhídrico concentrado de concentración desconocida. La disolución resultante es HCl 0,893 M. Asumiendo que los volúmenes son aditivos, calcule la molaridad de la segunda disolución. 19. Calcule cada una de las siguientes cantidades: i. El volumen de ácido sulfúrico 18 M que debe adicionarse a agua para preparar 2,0 L de una disolución 0,309 M. ii. La molaridad de la disolución obtenida al diluir 80,6 mL de cloruro amónico 0,225 M a 0,250 L. iii. El volumen de agua adicionado a 0,150 mL de hidróxido de sodio 0,0262 M para obtener una disolución 0,010 M (asumir que los volúmenes son aditivos) iv. La masa de nitrato de calcio en cada mililitro de una disolución preparada al diluir 64,0 mL de nitrato de calcio 0,745 M a un volumen final de 0,1 L. 20. Una muestra de ácido nítrico concentrado tiene una densidad de 1,41 mg/mL y contiene 70,0% en peso de ácido nítrico. i. ¿Cuál es la masa de ácido nítrico presente por litro de disolución? ii. ¿Cuál es la molaridad de la disolución? 21. El ácido clorhídrico concentrado comercial es del 36% y tiene una densidad de 1,18 g/mL a 20ºC. Calcular la molaridad y la molalidad de dicho ácido. 22. Calcule la fracción molar de soluto en las siguientes disoluciones acuosas:

i. ii.

Etanol (C2H5OH) del 21.7 % en masa. Urea ((NH2)2CO) 0,684 m.

23. Una disolución acuosa de 8,0% en masa de amoniaco tiene una densidad de 0,9651 mg/mL. Calcular la molalidad, la molaridad y la fracción molar de NH 3. 24. ¿Cuántos gramos de sulfato de bario sólido se forman cuando 25 mL de cloruro de bario 0,160 M reaccionan con 68 mL de sulfato de sodio 0,055 M. El otro producto de la reacción el cloruro de sodio acuoso. (Sugerencia: debe plantear y ajustar primero la ecuación química)

25. Se necesitan 25,12 mL de una disolución de KMnO 4(ac) para valorar 0,2879 g de oxalato de sodio, Na2C2O4, mediante una reacción redox que tiene lugar en medio ácido: C2O42 (ac) + MnO4(ac)  Mn2+(ac) + CO2(g) ¿Cuál es la molaridad del KMnO4(ac)? 26. Se analiza el contenido de ácido sulfúrico de una muestra de ácido de una batería. Una muestra de 1,0 mL pesa 1,239 g. Esta muestra se diluye hasta 250,0 mL y 10 mL de este ácido diluido necesitan 32,44 mL de hidróxido de bario 0,00498 M para su completa valoración, ¿Cuál es el porcentaje en masa de ácido sulfúrico en el ácido de la batería? (Suponga que tiene lugar la ionización y neutralización completa del ácido sulfúrico) 27. La reacción que se da a continuación puede utilizarse en el laboratorio como procedimiento para preparar cantidades pequeñas de Cl 2(g). Si se hace reaccionar una muestra de 62,6 g que tiene 98,5 % en masa de dicromato potásico (K2Cr2O7) con 325 mL de ácido clorhídrico acuoso de densidad 1,15 g/mL y 30,1 % en masa de HCl, ¿cuántos gramos de Cl2(g) se obtendrían? Cr2O72 + H+ + Cl  Cr3+ + H2O + Cl2(g) (Nota: ajuste primero la ecuación iónica y después la molecular) 28. ¿Cuál de las siguientes disoluciones tiene el menor punto de congelación?: i. 10 g de CH3OH en 100 g de agua ó 20 g de CH3CH2OH en 200 g de agua. ii. 10 g de agua en 1 Kg de CH3OH ó 10 g de CH3CH2OH en 1 Kg de agua. 29. Calcular la presión de vapor de una disolución de 44,0 g de glicerol (C3H8O3) en 500,0 g de agua a 25 º C. La presión de vapor del agua a 25 ºC es de 23,76 torr. 30. Una muestra de 1,10 g de un compuesto desconocido reduce el punto de congelación de 75,22 g de benceno (C6H6) desde 5,53 hasta 4,92 ºC. Calcule la masa molar del compuesto (Kf(benceno) = 5.12 ºCm-1) 31. El punto de ebullición del agua a 749,2 mmHg es 99,60 ºC. ¿Qué porcentaje en masa de sacarosa (C12H22O11) debe tener una disolución acuosa de sacarosa para elevar el punto de ebullición a 100,0 ºC a esta presión? (Dato: K e(agua) = 0,512 ºCm-1)

32. La masa molecular de la hemoglobina es 6,86 x 104 u. ¿Qué masa de hemoglobina debe haber en 100 mL de una disolución para ejercer una presión osmótica de 7,25 mmHg a 25 ºC?...