de sodio?

Rta.: 56 dm³.

5.‑ El proceso de metalurgia del hierro consiste en la reducción de minerales de hierro oxidados, como por ejemplo el hematite (Fe₂O₃)

en presencia de carbón de acuerdo a la siguiente ecuación:

Fe₂O₃ + C ‑‑‑ Fe + CO

Calcular:

a) la masa de óxido de hierro (III) necesaria por cada 100 t dehierro producido. b) el volumen de CO obtenido, medido a 0,8 atm. y 700NC.

c) los moles de C que han reaccionado.

Rta.: a) 142,86 t; b) 267.858,1 m³; c) 2,68 . 10⁶ moles.

6.‑ La reacción entre cobre y nitrato (V) de hidrógeno da como pro‑ ductos nitrato (V) de cobre (II), óxido de nitrógeno (II) y agua

de acuerdo con la siguiente ecuación:

Cu + HNO₃ ‑‑‑ Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

¿Qué cantidad de cobre se necesita para producir 30 L de NO a 4,1 atm y 300NK?

Rta.: 7,5 moles.

7.‑ Dada la ecuación:

Zn + HNO₃ ‑‑‑ Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + H₂O

Calcular la masa de:

a) Cinc que reacciona con 6,3 g de HNO₃.

b) HNO₃ que reacciona con 13 g de cinc.

c) Agua que se forma a partir de 12,6 g de HNO₃.

d) Cinc necesaria para obtener 800 g de NH₄NO₃.

e) Zn(NO₃)₂ obtenida si se forma 18 g de agua.

Rta.: a) 2,62 g; b) 31,22 g; c) 1,08 g; d) 2615,2 g

e) 252,51g.

8.‑ El motor de un cohete funciona mediante la combustión de gas butano (C₄H₁₀) en presencia de oxígeno según:

C₄H₁₀ + O₂ ‑‑‑ CO₂ + H₂O

¿Cuántos m³ de oxígeno a 27NC y 1,013 . 10⁵ Pa deben sumininstrarse al motor para producir la combustión de 1 kg de butano?

Rta.: 2,76 m³.

9.‑ Se desea llenar un gasómetro de 5 m³ de capacidad con fosfina: PH₃  proveniente del siguiente proceso:

Ca₃P₂ + H₂O ‑‑‑ Ca(OH)₂ + PH₃

Sabiendo que dicho gas fue recogido a 127NC y 1013 mbar, calcular:

a) la masa en kg, de fosfina producida.

b) la masa en kg, de fosfuro de calcio necesaria.

c) las moléculas de agua que reaccionarán.

Rta.: a) 5,18 kg; b) 13,87 kg; c) 2,75 x 10²⁶ moléc.

10.‑ Al hacer pasar 100 dm³ de aire a 20NC y 740 mm Hg a través de una solución de hidróxido de bario se precipitan 0,296 g de carbonato de bario. Calcular la concentración de dióxido de carbono en el aire expresada en % v/v.

Ba(OH)₂ + CO₂ ‑‑‑ BaCO₃ + H₂O

Rta.: 0,037% CO₂.

11.‑ Se hacen reaccionar 0,08 g de Mg con cantidad suficiente de una solución acuosa de ácido clorhídrico al 3% m/m de acuerdo con:

Mg + HCl ‑‑‑ MgCl₂ + H₂

El producto se recoge sobre agua a 20ºC y 1012 hPa calcular:

a) el volumen de solución acuosa de HCl necesario (dens.= 1,01 g/cm³).

b) el volumen de H₂ obtenido en las condiciones dadas.

(Dato: presión de vapor del agua a 20ºC = 23,8 mmHg)

Rta.: a) 8,02 cm³; b) 0,084 dm³.

12.‑ La concentración de una solución acuosa de peróxido de hidrógeno (H₂O₂) se expresa frecuentemente como: "concentración en volumen", que se define como los cm³ de oxígeno (CNPT) formados en la descomposición de 1 cm³ de solución de acuerdo con la siguiente ecuación:

H₂O₂ ‑‑‑ H₂O + O₂

¿Cuál es la "concentración en volúmenes" de una solución acuosa de peróxido de hidrógeno al 6% m/m, densidad = 1,02 g/cm³?

Rta.: 20 volúmenes.

13.‑ Para efectuar la siguiente reacción:

Ca(OH)₂ + H₂SO₄ ‑‑‑ Ca(HSO₄)₂ + H₂O

se parte de 1,96 g de H₂SO₄ obteniéndose 18 mg de agua. ¿Es el ácido el reactivo limitante? Justificar.

14.‑ Se introducen 56 g de carbonato (IV) de potasio en un recipiente que contiene 400 cm³ de solución acuosa de HCl al 20% m/v.

Calcular:

a) el volumen de CO₂ desprendido, medido en CNPT.

b) las moléculas de agua producidas.

K₂CO₃ + HCl ‑‑‑ KCl + CO₂ + H₂O.

Rta.: a) 9 dm³; b) 2,4 x 10²³ moléculas.

15.‑ Se hacen reaccionar 48 g de aluminio con 100 cm3 de solución acuosa de sulfato (VI) de hidrógeno 2 M, hasta que uno de los reactivos se agota. Calcular:

a) la masa de sulfato (VI) de aluminio (III) obtenida.

b) el volumen de hidrógeno desprendido medido a 20NC y 750 torr.

Al + H₂SO₄ ‑‑‑ Al₂(SO₄)₃ + H₂

Rta.: a) 22,8 g; b) 4,82 dm³.

16.‑ Calcular la masa de caliza cuya pureza en carbonato de calcio es del 88%, necesaria para obtener por calcinación 30 L de dióxido de carbono en CNPT.

CaCO₃ ‑‑‑ CaO + CO₂

Rta.: 152,19 g.

17.‑ Se tratan 150 g de un acero que posee un 86% de hierro con 250 cm³ de solución de sulfato (VI) de cobre (II) 0,5 M. Calcular:

a) los moles de sulfato (VI) de cobre (II) que reaccionaron.

b) la masa de hierro que reaccionó.

c) los moles del reactivo en exceso que no han reaccionado.

d) masa de cobre obtenida.

Fe + CuSO₄ ‑‑‑ FeSO₄ + Cu

Rta.: a) 0,125 moles; b) 6,98 g; c) 2,185 moles; d) 7,94 g.

18.‑ Se calienta clorato (V) de potasio, obteniéndose oxígeno y cloruro de potasio con un rendimiento del 80%. Escribir y equilibrar la ecuación. Calcular:

a) la masa de clorato (V) de potasio necesaria para obtener 400 cm³ de oxígeno medidos a 21ºC y 640 torr.

b) los moles de cloruro de potasio que se forman simultáneamente.

Rta.: a) 1,43 g; b) 9,3 x 10^‑3 moles.

19.‑ Se desea producir amoníaco en el laboratorio de acuerdo con la siguiente ecuación:

NH₄Cl + CaO ‑‑‑ NH₃ + CaCl₂ + H₂O

se parte de 321 g de cloruro de amonio y 112 g de óxido de calcio, sabiendo que el rendimiento del proceso es del 65%, calcular:

a) ¿qué reactivo está en exceso, y cuántos moles de éste quedan sin reaccionar?

b) el volumen de amoníaco desprendido en la reacción a 30ºC y 1013 hPa.

c) la molaridad de la solución que resultará de disolver el amoníaco obtenido, siendo el volumen final de dicha solución de 250 cm³.

Rta.: a) 2 moles; b) 64,59 dm³; c) 10,4 M.

20.‑ Se hacen reaccionar 200 cm³ de solución acuosa de manganato (VII) de potasio 0,02 M con 30 g de cloruro de potasio y 50 cm³ de solución acuosa de sulfato (VI) de hidrógeno 6 N hasta que alguno de los reactivos se agote, de acuerdo con:

KMnO₄ + KCl + H₂SO₄ ‑‑‑ MnSO₄ + Cl₂ + K₂SO₄ + H₂O

Calcular el rendimiento de dicha reacción si se producen 0,09 dm³ de cloro medidos a 45NC y 2 atm.

Rta.: 69,2%.

21.‑ De un mineral argentífero que contiene 12,46% en masa de cloruro de plata se extrae este metal con un rendimiento en el proceso metalúrgico del 90,4%. La plata obtenida se transforma en una aleación de plata cuya ley es de 916 milésimas (916 g de plata/1000 g de aleación).

Calcular la cantidad de aleación que podrá obtenerse a partir de 2750 kg de mineral.

Rta.: 254,7 kg de aleación.

22.‑ Se hacen reaccionar 5 cm³ de una solución acuosa que contiene 3 mg Ag+/cm3 con 5 cm³ de solución acuosa de HCl 0,3 M y el exceso de ácido se neutraliza con solución acuosa de NaOH 0,6 M. Calcular el volumen de solución básica necesario.

Ag⁺ + Cl^‑ ‑‑‑ AgCl

NaOH + HCl ‑‑‑ NaCl + H₂O

Rta.: 2,27 cm³.

23.‑ En sendos ensayos se ataca 1 g de aleación de Al y Zn con HCl diluído. El H₂ desprendido, medido en CNPT.,ocupa un volumen de 1,025 dm³ y 1,026 dm³ respectivamente. Calcular a partir de estos dos ensayos la composición ponderal porcentual de dicha aleación.

Al + HCl ‑‑‑ AlCl₃ + H₂

Zn + HCl ‑‑‑ ZnCl₂ + H₂

Rta.: 75,56% Al ‑ 24,44% Zn.

75,66% Al ‑ 24,34% Zn.

24.‑ Por acción del agua sobre el carburo de aluminio se obtiene metano:

Al₄C₃ + H₂O ‑‑‑ CH₄ + Al(OH)₃

Calcular el volumen de metano, medido sobre agua a 16ºC y 736 mmHg que se obtendrá, suponiendo una pérdida del 1,8%, a partir de 3,2 g de carburo de aluminio de 91,3% de pureza.

(Dato: presión del vapor de agua a 16ºC = 13,6 mmHg).

Rta.: 1,5 dm³.

25.‑ El proceso industrial para la fabricación del ácido sulfúrico consta de una serie de etapas. En la primera el azufre funde y en estado líquido se envía a la cámara de combustión donde se oxida con un exceso del 120% de oxígeno, luego pasa a un reactor catalítico formando trióxido de azufre y finalmente se lo absorbe en solución acuosa de ácido sulfúrico para obtener el oleum (ácido sulfúrico concentrado con exceso de trióxido de azufre disuelto). Estas etapas se pueden simplificar por medio de las siguientes ecuaciones:

S + O₂ ‑‑‑ SO₂

SO₂ + O₂ ‑‑‑ SO₃

SO₃ + H₂O ‑‑‑ H₂SO₄

Se desea preparar 40 t de solución acuosa de ácido sulfúrico al 98% m/m, calcular la masa de mineral de azufre y el volumen de aire a 1,12 atm y 25ºC que serán necesarios de acuerdo con los siguientes datos:

Pureza del mineral de azufre 99,85%

Composición del aire 21% v/v de O₂.

Rendimiento global del proceso 97%.

Rta.: 13,22 t de azufre; 141.426,5 m³.

Material redactado y recopilado por las Profesoras Andrea L. López y Edith Bamonte.