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la cuevadel empollón
QuímicaAragónPAU 2023Ordinaria

Química · Aragón 2023

10 ejercicios

Instrucciones

Responda a 5 preguntas cualesquiera de entre las 10 propuestas. La calificación máxima de cada pregunta es de 2 puntos.

Ejercicio 1

1
2 puntos
Teniendo en cuenta los siguientes potenciales estándar de reducción:
Datos
  • E0(ZnX2+/Zn)=−0,76 VE^0(\ce{Zn^{2+}/Zn}) = -0{,}76\,\text{V}
  • E0(CuX2+/Cu)=+0,34 VE^0(\ce{Cu^{2+}/Cu}) = +0{,}34\,\text{V}
  • E0(AgX+/Ag)=+0,80 VE^0(\ce{Ag+/Ag}) = +0{,}80\,\text{V}
  • E0(FeX2+/Fe)=−0,44 VE^0(\ce{Fe^{2+}/Fe}) = -0{,}44\,\text{V}
  • E0(HX+/HX2)=0,0 VE^0(\ce{H+/H2}) = 0{,}0\,\text{V}
a
Justifique qué metales (cinc, cobre, plata y hierro) se disolverán al añadirlos a una disolución de ácido clorhídrico.1 pt
b
Ordene, justificando la respuesta, los iones de los metales anteriores (ZnX2+\ce{Zn^{2+}}, CuX2+\ce{Cu^{2+}}, AgX+\ce{Ag+}, FeX2+\ce{Fe^{2+}}) de más a menos oxidantes.0,5 pts
c
Si se construye una pila con un electrodo de hierro y otro electrodo de cinc, considerando cada electrodo como una lámina de dicho metal sumergida en una disolución de sus correspondientes iones, ¿cuál se comportará como ánodo y cuál como cátodo? Razone la respuesta.0,5 pts
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Ejercicio 2

2
2 puntos
El yodo molecular (diyodo) se puede obtener industrialmente por reacción de yodato de potasio con dióxido de azufre gas en presencia de agua, produciéndose además sulfato de potasio y ácido sulfúrico.
Datos
  • Masa atómica: I=127I = 127
  • R=0,082 atm L mol−1 K−1R = 0{,}082\,\text{atm L mol}^{-1}\,\text{K}^{-1}
a
Escriba y ajuste la ecuación iónica por el método del ion-electrón y escriba la ecuación molecular completa. Indique el agente oxidante y el reductor.1,25 pts
b
Calcule los litros de dióxido de azufre que habría que utilizar, medidos a 1 atmoˊsfera1\,\text{atmósfera} de presión y 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C}, para obtener 1 kg1\,\text{kg} de yodo.0,75 pts
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Ejercicio 3

3
2 puntos
A 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C} el producto de solubilidad del PbIX2\ce{PbI2} es 7,1×10−97{,}1 \times 10^{-9}.
Datos
  • Masas atómicas: Pb=207Pb = 207
  • I=127I = 127
a
Escriba el equilibrio de solubilidad del PbIX2\ce{PbI2} y la expresión de su producto de solubilidad.0,4 pts
b
Calcule la solubilidad de la sal expresada en g/mL\text{g/mL} y las concentraciones molares de los iones yoduro y plomo en una disolución saturada.0,8 pts
c
Si se mezclan 60 mL60\,\text{mL} de una disolución 2×10−4 M2 \times 10^{-4}\,\text{M} de NaI\ce{NaI} con 40 mL40\,\text{mL} de una disolución 3×10−3 M3 \times 10^{-3}\,\text{M} de Pb(NOX3)X2\ce{Pb(NO3)2}, considerando los volúmenes aditivos, ¿se formará precipitado?0,8 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Datos
  • Entalpía estándar de formación del KI(s)\ce{KI(s)}: ΔHf0=−328 kJ⋅mol−1\Delta H_f^0 = -328\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
  • Entalpía de sublimación del K(s)\ce{K(s)}: ΔHsub(K)=89 kJ⋅mol−1\Delta H_{\text{sub}}(\ce{K}) = 89\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
  • Entalpía de sublimación del IX2(s)\ce{I2(s)}: ΔHsub(IX2)=62 kJ⋅mol−1\Delta H_{\text{sub}}(\ce{I2}) = 62\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
  • Afinidad electrónica del I(g)\ce{I(g)}: AE=−307 kJ⋅mol−1AE = -307\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
  • Entalpía de disociación del IX2(g)\ce{I2(g)}: ΔHdisoc=151 kJ⋅mol−1\Delta H_{\text{disoc}} = 151\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
  • Energía de red del KI(s)\ce{KI(s)}: ΔHred=−633 kJ⋅mol−1\Delta H_{\text{red}} = -633\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
a
Dibuje el ciclo de Born-Haber para la formación del KI(s)\ce{KI(s)}.1,4 pts
b
Calcule la 1a1^{\text{a}} energía de ionización del K(g)\ce{K(g)}.0,6 pts
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Ejercicio 5

5
2 puntos
a
El elemento químico A se localiza en la tabla periódica en el grupo 16 y en el periodo 4.1 pt
a.i
Escriba su configuración electrónica en su estado fundamental. ¿Cuál es su número atómico?0,5 pts
a.ii
Justifique si el elemento A tenderá a formar cationes o aniones. ¿Cuál de los dos, el elemento A o su ion, tendrá mayor radio atómico? Razone la respuesta.0,5 pts
b
Indique si son posibles para un electrón de un átomo los siguientes grupos de números cuánticos (n,l,ml,ms)(n, l, m_l, m_s), y en los que sean posibles identifique el orbital al que pertenecen: i) (3,3,−3,−1/2)(3, 3, -3, -1/2) ii) (4,3,0,+1/2)(4, 3, 0, +1/2) iii) (3,2,−2,+1/2)(3, 2, -2, +1/2) iv) (2,0,−1,−1/2)(2, 0, -1, -1/2) v) (0,0,0,+1/2)(0, 0, 0, +1/2) 1 pt
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Ejercicio 6

6
2 puntos
Tenemos una disolución 0,2 M0{,}2\,\text{M} de ácido nitroso (HNOX2\ce{HNO2}) y se sabe que dicho ácido está disociado en un 4,6%4{,}6\%.
a
Calcule la constante de acidez (KaK_a) de dicho ácido y la constante de su base conjugada (KbK_b).1 pt
b
Calcule el pOH de la disolución de ácido nitroso.0,4 pts
c
Se añaden a la disolución de ácido nitroso varios gramos de un ácido fuerte puro, de forma que al medir el pH ahora es 1,61{,}6. Considerando que el volumen no ha variado, ¿cuál será el nuevo grado de disociación de la disolución de ácido nitroso?0,6 pts
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Ejercicio 7

7
2 puntos
Datos
  • Masas atómicas: Na=23Na = 23
  • K=39K = 39
  • O=16O = 16
  • H=1H = 1
  • Cl=35,5Cl = 35{,}5
  • Ka(HClOX2)=1,1⋅10−2K_a(\ce{HClO2}) = 1{,}1 \cdot 10^{-2}
  • Ka(NHX4X+)=5,6⋅10−10K_a(\ce{NH4+}) = 5{,}6 \cdot 10^{-10}
  • Ka(HF)=6,4⋅10−4K_a(\ce{HF}) = 6{,}4 \cdot 10^{-4}
a
Se disuelven 0,5 g0{,}5\,\text{g} de NaOH\ce{NaOH} y 0,4 g0{,}4\,\text{g} de KOH\ce{KOH} en agua. ¿Cuántos mililitros de una disolución de HCl\ce{HCl} comercial al 36%36\% en masa y una densidad de 1,18 g/mL1{,}18\,\text{g/mL} se necesitarían para neutralizar la disolución de los hidróxidos?1 pt
b
Si se desea preparar una disolución acuosa ácida, ¿cuál de las siguientes sales utilizaría?: KCl\ce{KCl} NaClOX2\ce{NaClO2} KNOX3\ce{KNO3} NHX4NOX3\ce{NH4NO3} NaF\ce{NaF} Justifique la respuesta e indique por qué descartaría el resto de las sales.1 pt
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Ejercicio 8

8
2 puntos
a
El hierro en estado sólido puede obtenerse por reacción de óxido de hierro(III) sólido con monóxido de carbono gas. Además, en la reacción también se obtiene dióxido de carbono gaseoso. Escriba y ajuste la ecuación de la reacción y calcule la entalpía molar estándar de la misma.1 pt
Datos
  • ΔHf0 (kJ⋅mol−1)\Delta H_f^0\,(\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}): óxido de hierro(III) (s) =−822,5= -822{,}5
  • CO(g)=−110,6\ce{CO(g)} = -110{,}6
  • COX2(g)=−393,5\ce{CO2(g)} = -393{,}5
b
Al disolver yoduro de sodio en agua, la mezcla se enfría espontáneamente. Indique, razonadamente, cuáles serán los signos de la variación de entalpía, de la variación de entropía y de la variación de la energía libre de Gibbs. ¿Qué término será mayor ΔH\Delta H o TΔST\Delta S?1 pt
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Ejercicio 9

9
2 puntos
El cloruro de nitrosilo, NOCl\ce{NOCl}, se puede obtener por reacción de tetraóxido de dinitrógeno con dicloro en fase gas según el siguiente equilibrio:NX2OX4(g)+ClX2(g)⇌2 NOCl(g)+OX2(g)ΔH0=95,5 kJ\ce{N2O4(g) + Cl2(g) <=> 2NOCl(g) + O2(g)} \quad \Delta H^0 = 95{,}5\,\text{kJ}Indique, razonadamente, 4 formas de aumentar el rendimiento de cloruro de nitrosilo en este proceso sin tener que añadir más cantidad de reactivos.
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Ejercicio 10

10
2 puntos
El carbono reacciona con el dióxido de carbono a 1200 K1200\,\text{K} para dar monóxido de carbono, estableciéndose el siguiente equilibrio:C(s)+COX2(g)⇌2 CO(g)\ce{C(s) + CO2(g) <=> 2CO(g)}En un matraz de 2 L2\,\text{L} se introducen 11 g11\,\text{g} de C\ce{C} y 20 g20\,\text{g} de COX2\ce{CO2}, y se calientan a 1200 K1200\,\text{K}. Una vez alcanzado el equilibrio, se analiza la mezcla y se encuentra que el número total de moles gaseosos presentes es de 0,70{,}7.
Datos
  • Masas atómicas: C=12C = 12
  • O=16O = 16
  • R=0,082 atm L mol−1 K−1R = 0{,}082\,\text{atm L mol}^{-1}\,\text{K}^{-1}
a
Calcule los gramos de CO\ce{CO} que se han producido y los gramos de carbono que quedarán sin reaccionar.1 pt
b
¿Cuál es el valor del grado de disociación del carbono?0,3 pts
c
Calcule el valor de KcK_c y de KpK_p para este equilibrio.0,7 pts
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