tabLa periódiCa
23. N; H 2SeO4; MgO; H2PO4 – ; Cd(ClO4)
24. Amoníaco; ión hipoclorito; ión difosfato; clorito de cromo (III) o dioxoclorato (III)
de cromo (III); hidrogenofosfito de sodio.
25. Cu3(HSiO4)2; SrCO3; NO3–; K2SiO3; IO3–
26. Ortosilicato de cesio o tetraoxosilicato de cesio; ión ortoborato; yoduro de mercurio
(I); cloruro de estaño (II); tetrafluoruro de xenón.
27. K2Cr2O7; C3N4; HIO4; Hg2+; BaCrO4
28. Disulfito de calcio; nitrato de cobalto (II) hexahidratado; arsenito de potasio; ortoar-
senito de potasio o trioxoarseniato (III) de potasio; óxido de galio; sulfato de platino (IV) o tetraoxosulfato (VI) de platino (IV).
1. Las reacciones químicas son los fenómenos que tienen lugar cuando, a partir de una
o más sustancias, se obtiene otra, u otras, de propiedades características completa- mente diferentes.
Las ecuaciones químicas son representaciones simbólicas de las reacciones quími-
cas, que indican el balance de materia (átomos, moléculas o iones) de este proceso, es decir, los reactivos, los productos y la proporción molar en que han reaccionado.
2. 2 Al(s) + 3 H2SO4(aq) → Al2(SO4)3(s) + 3 H2(g) 4 As(s) + 5 O2(g) → 2 As2O5(s)
KClO4(s) → KCl(s) + 2 O2(g)
2 C6H14(l) + 19 O2(g) → 12 CO2(g) + 14 H2O(l)
Na2CO3(s) + 2 HCl(aq) → 2 NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l) 2 KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) → PbI2(s) + 2 KNO3(aq)
Dos moles de aluminio reaccionan con tres moles de ácido sulfúrico y se obtienen un mol de sulfato de aluminio y tres moles de hidrógeno (o dihidrógeno).
Cuatro moles de átomos de arsénico reaccionan con cinco moles de oxígeno (o dio- xígeno) y se obtienen dos moles de óxido arsénico (V).
Un mol de perclorato de potasio se descompone y se obtienen un mol de cloruro de potasio y dos moles de oxígeno.
Dos moles de hexano reaccionan con diecinueve moles de oxígeno y se obtienen doce moles de dióxido de carbono y catorce moles de agua.
Un mol de carbonato de sodio reacciona con dos moles de ácido clorhídrico y se obtie- nen dos moles de cloruro de sodio, un mol de dióxido de carbono y un mol de agua. Dos moles de yoduro de potasio reaccionan con un mol de nitrato de plomo (II) y se obtienen un mol de yoduro de plomo (II) y dos moles de nitrato de potasio.
3. En cualquier reacción química, describimos un proceso de cambio que afecta a un
número extraordinariamente elevado de átomos, moléculas o iones.
4. a) La ecuación química es:
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
b) La reacción química nos indica que, por cada mol de carbonato de calcio, se ob-
tiene un mol de dióxido de carbono. Así pues, la cantidad de dióxido de carbono obtenido cuando se descomponen 100 g de carbonato de calcio es:
n (CO2) = 100 g CaCO3 1 mol CaCO3
100 g CaCO3
1 mol CO2 1 mol CaCO3
= 1 mol CO2
c) Igual que en el apartado b), la masa de óxido de calcio que se obtiene cuando se
calientan 2 moles de carbonato de calcio es:
m (CaO) = 2 mol CaCO3
1 mol CaO 1 mol CaCO3
56 g CaO
1 mol CaO = 112 g CaO
5. a) La ecuación química correspondiente es:
b) Un volumen de Cl2(g) reacciona con un volumen de H2(g) y se obtienen 2 volúme- nes de HCl(g).
c) Como todas las especies químicas están en fase gaseosa y en las mismas condici-
ones de presión y temperatura, se cumple que:
1 volumen de Cl2 + 1 volumen de H2 → 2 volúmenes de HCl Por tanto, si reaccionan 10 l de Cl2, obtendremos 20 l de HCl.
d) Según la ecuación química del apartado a) cada mol de Cl2 reacciona con un mol de H2, por tanto: m (Cl2) = 100 g H2 1 mol H2 2,0 g H2 1 mol Cl2 1 mol H2 71 g Cl2 1 mol Cl2 = 3 550 g Cl2 6. a) Zn(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)
b) Según la ecuación química, por cada mol de zinc reaccionan dos moles de HCl.
Por tanto, la cantidad de HCl que se necesita para reaccionar con 3 g de zinc es:
n (HCl) = 3 g Zn 1 mol Zn
65,39 g Zn
2 mol HCl
1 mol Zn = 0,09 mol HCl
c) Según la ecuación química, por cada mol de zinc que reacciona se obtiene un mol de
H2(g); la cantidad de hidrógeno que se obtiene si reaccionan 0,2 mol de zinc es 0,2 mol. Para calcular el volumen de hidrógeno, aplicaremos:
p V = n R T y V = n R T p sustituyendo: V (H2) = 0,2 mol H2 8,31 J K -1 mol-1 300 K 1,01 105 Pa = 4,94 × 10 –3 m3 = = 5 dm3 de H 2
7. a) La ecuación química nos indica que, por cada mol de carbonato de calcio, se obtiene
1 mol de dióxido de calcio. La masa de dióxido de carbono es:
m (CO2) = 2 g CaCO3 1 mol CaCO3
100 g CaCO3 1 mol CO2 1 mol CaCO3 44 g CO2 1 mol CO2 = = 0,88 g CO2
b) De acuerdo con la ecuación, si reacciona 1 mol de CaCO3, hacen falta dos moles de HCl:
V (solución) = 50 g CaCO3 1 mol CaCO3 100 g CaCO3 2 mol HCl 1 mol CaCO3 1 dm 3 de solución 0,5 mol HCl =2 dm 3 de solución
c) La cantidad de CO2 en 200 cm3 medidos a 22 ºC y 105 Pa es:
n (CO2) = 105 Pa 200 10-6 m3
8,31 J K-1 mol-1 295 K= 8,16 × 10
–3 mol CO2 La masa de CaCO3 necesaria es:
m (CaCO3) = 8,16 10-3 mol CO 2 1 mol CaCO3 1 mol CO2 100 g CaCO3 1 mol CaCO3 = = 0,816 g CaCO
Que la riqueza de la calcárea sea del 97 % quiere decir que contiene un 97 %, por tanto, la cantidad de calcárea que hará falta será:
m (calcárea) = 0,816 g CaCO3 × 100 g calcárea 97 g CaCO3
= 0,84 g calcárea
d) Por cada mol de carbonato de calcio, se obtiene 1 mol de agua. El número de mo-
léculas de agua que se obtendrán con 0,5 mol de carbonato de calcio es:
N (H2O) = 0,5 mol CaCO3 1 mol H2O 1 mol CaCO3 6,02 10 23 moléculas 1 mol H2O = = 3 × 1023 moléculas de H 2O
8. a) La ecuación química correspondiente es:
C2H5OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(g) Por cada mol de etanol, se obtienen 2 moles de CO2.
El volumen de CO2 obtenido en c. n. a partir de 50 g de alcohol es:
V (CO2) = 50 g C2H5OH 1 mol C2H5OH
46 g C2H5OH 2 mol CO2 1 mol C2H5OH 22,4 dm3 1 mol CO2 = = 49 dm3 CO 2
b) Según la ecuación química del proceso, por cada mol de alcohol que reacciona, se
necesitan 3 moles de O2.
La cantidad de C2H5OH que reacciona es:
n (C2H5OH) = 50 cm3 C2H5OH 1 m 3 106 cm3 790 kg C2H5OH 1 m3 103 g 1 kg 1 mol C2H5OH 46 g C2H5OH = = 0,86 mol deC2H5OH
El volumen de aire necesario es:
V (aire) = 0,86 mol C2H5OH 3 mol O2 1 mol C2H5OH 22,4 dm3 O 2 1 mol O2 × 100 dm3 aire 20 dm3 O 2 = 290 dm3 de aire
c) Según la ecuación química del proceso, por cada mol de alcohol que reacciona, se ob-
tienen 3 moles de H2O. El número de moléculas, N, de H2O que se obtendrán es:
N (H2O) = 10 g C2H5OH 1 mol C2H5OH 46 g C2H5OH 3 mol H2O 1 mol C2H5OH 6,02 1023 moléculas 1 mol H2O = 3,9×10 23 moléculas de H 2O
d) Todos los gases están medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura.
Según la ecuación química, por cada 3 volúmenes de oxígeno que han reacciona do, se obtienen 5 volúmenes de gases. Por tanto:
V (O2) = 1,5 dm3 de gases × 3 dm
3 O2
5 dm3 gases = 0,9 dm
3 O 2
9. a) NO (g) + 1
2 O2(g) → NO2(g)
b) Si todos los gases están medidos en las mismas condiciones de presión y tempera-
tura, el volumen ocupado por un mol de monóxido de nitrógeno es el mismo que el ocupado por uno de oxígeno o de dióxido de nitrógeno.
Por tanto, si:
NO (g) + 12O2(g) → NO2(g)
1 mol + 0,5 mol reaccionan y se obtiene 1 mol
también:
1 volumen + 0,5 volumen reaccionan y dan 1 volumen
Así pues, para obtener 100 dm3 de NO2, el volumen necesario de oxígeno será:
V (O2) = 100 dm3 NO2 × 0,5 dm 3 O 2 1 dm3 NO2 = 50 dm 3 de O 2
Y para el caso del NO:
V (NO) = 100 dm3 NO2 × 1 dm3 NO 1 dm3 NO
2
= 100 dm3 de NO
10. La ecuación química nos indica, que por cada mol de cobre que reacciona, se obtie-
nen 2 moles de dióxido de nitrógeno. Así pues, podemos calcular el número de moles de dióxido de nitrógeno obtenidos al reaccionar 0,3 g de cobre:
n (NO2) = 0,3 g Cu 1 mol Cu 63,5 g Cu
2 mol NO2
1 mol Cu 9,5 10
-3 mol NO2
Aplicando la ecuación general de los gases perfectos, calculamos el volumen que ocupan 9,5 × 10–3 moles de dióxido de nitrógeno:
V (NO2) = n R T
p = 9,5
10-3 mol 8,314 J mol-1 K-1 313 K
1,01 3 105 Pa =
= 2,43 × 10–4 m3
El volumen de dióxido de nitrógeno obtenido es 243 cm3
11. a) H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) → 2 H2O(l) + BaSO4(s) ↓
b) Conocemos la concentración de hidróxido de bario en la solución, y a través de la
ecuación química podemos saber la masa de sulfato de bario obtenida:
m (BaSO4) = 0,1 dm3 disolución 0,20 mol Ba(OH)2
1 dm3 1 mol BaSO4 1 mol Ba(OH)2 × 233 g BaSO4 1 mol BaSO4 = 4,7 g de BaSO4
12. a) CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) +2 H2O(g)
b) La cantidad de CH4 que arde se puede calcular aplicando:
sustituyendo:
n (CH4) = 1,01 105 Pa 100 10-3m3
8,31 J K-1 mol-1 298 K = 4,08 mol CH4
Según la ecuación química, por cada mol de CH4 que arde se obtienen 2 moles de agua; por tanto, obtendremos:
n (H2O) = 4,08 mol CH4 2 mol H2O
1 mol CH4
= 8,16 mol H2O
c) Si todos los gases están medidos en las mismas condiciones de presión y tempera-
tura, el volumen ocupado por un mol de metano es el mismo que el ocupado por uno de oxígeno, de dióxido de carbono o de vapor de agua. Por tanto, si:
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)
1 volumen + 2 volúmenes → 1 volúmenes + 2 volúmenes
El volumen de CO2 obtenido será:
V (CO2) = 20 dm3 CH4 × 1 dm 3 CO 2 1 dm3 CH 4 = 20 dm3 CO 2
d) De acuerdo con la ecuación química, si reaccionan los 5 dm3 de metano, se nece- sitan sólo 10 dm3 de oxígeno y, por tanto, el oxígeno está en exceso. El metano reacciona totalmente. La masa de agua obtenida es:
m (H2O) = 5 dm3 CH4 × 1 mol CH4 22,4 dm3 CH 4 ×2 mol H2O 1 mol CH4 × 18 g H2O 1 mol H2O = = 8,04 g H2O
13. Si sólo se ha formado óxido de hierro (III), Fe2O3, el aumento de masa será debido al oxí- geno que está formando el óxido de hierro (III). A partir de esta masa, podemos calcular el número de moles de oxígeno atómico que corresponden al aumento de masa:
n (O) = 0,5 g O
× 1 mol O16 g O = 0,031 mol de O 4 Fe(s) + 3 O2(g) → 2 Fe2O3(s)
Por cada 3 moles de oxígeno atómico, han reaccionado 2 moles de hierro. Así pues, podremos calcular la masa de hierro que ha reaccionado:
m (Fe) = 0,031 mol O ×2 mol Fe
3 mol O×55,84 g Fe1 mol Fe =1,2 g de Fe han reaccionado. La diferencia entre la masa de Fe inicial y los gramos de Fe que han reaccionado nos dará la masa de Fe que queda sin reaccionar:
m (Fe) sin reaccionar = 10 g – 1,2 g = 8,8 g de Fe
14. a) La ecuación química correspondiente a la combustión del propano es:
C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(g)
b) La cantidad de propano es:
n = p V R T n (C3H8) = 1,01×105 Pa × 1×10-3m3 8,31 J K-1 mol-1× 298 K = 0,041 moles de C3H8