Ejercicios redox v1

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EJERCICIOS EQUILIBRIO REDOX Víctor M. Jiménez J. Dpto. 1 20/04/2015 1 de 4

1. Ajusta las siguientes reacciones redox:1) HCl + KMnO4 Cl2 + KCl + MnCl2 + H2O2) I2 + HNO3 HIO3 + NO2 + H2O3) FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O4) Cu + HNO3 NO + Cu(NO3)2 + H2O5) Zn + HNO3 Zn(NO3)2 + (NH4)NO3 + H2O6) FeCl2 + H2O2 + HCl FeCl3 + H2O7) KMnO4 + H2O2 + H2SO4 MnSO4 + O2 + K2SO4 + H2O8) KMnO4 + SnCl2 + HCl MnCl2 + SnCl4 + KCl + H2O9) FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O10) Na2SO3 + NaMnO4 + HCl Na2SO4 + MnCl2 + H2O + NaCl11) O2 + H2S S + H2O12) MnO2 + O2 + KOH K2MnO4 + H2O13) KBr + H2SO4 K2SO4 + Br2 + SO2 + H2O14) Mo2O3 + KMnO4 + H2SO4 MoO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O15) SO2 + HNO3 + H2O H2SO4 + NO16) Zn + NaNO3 + NaOH Na2ZnO2 + NH3 + H2O17) CoCl2 + KClO3 + KOH Co2O3 + KCl + H2O18) KI + KClO3 + H2O I2 + KCl + KOH19) ClO2 + KOH KClO2 + KClO3

20) Al + NaNO3 + NaOH Na[Al(OH)4] + NH3

21) KMnO4 + K2S2O3 + HCl K2SO4 + MnCl2 + MnSO4 + H2O

22) NaClO3 + Cr(NO3)3 + NaOH NaCl + Na2CrO4 + H2O + NaNO3

23) NaCrO2 + H2O2 + NaOH Na2CrO4 + H2O24) CH3CH2OH + H2O2 CH3CHO + H2O25) HOOC-COOH + KMnO4 + HCl CO2 + MnCl2 + H2O + KCl26) CH3CHO + K2Cr2O7 + H2SO4 CH3COOH + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

27) K2Cr2O7 + SnO + HCl SnCl4 + CrCl3

28) NaClO + NaI + HCl I2 + NaCl29) Bi2O3 + KClO + KOH KBiO3 + KCl30) CoO + H2O2 Co(OH)3

31) HNO3 + H2S NO + S32) NaClO + Fe(OH)3 + NaOH NaCl + Na2[FeO4] + H2O33) KMnO4 + KCI + H2SO4 MnSO4 + CI2 + K2SO4 + H2O34) H2SO4 + HI I2 + SO2 + H2O35) HNO3 + Fe Fe(NO3)3 + NO + H2O36) Na2S2O3 + HCl S + SO2 + H2O + NaCl

2. Sea la reacción química: dicromato de potasio + ácido yodhídrico + ácido perclórico, para obtener perclorato de cromo(III) + yodo molecular + perclorato de potasio + agua: a) ajustar la reacción; b) determinar el oxidante; c) calcular los gramos de yodo obtenidos si en la reacción se consumen 200 cc de disolución 2 M del oxidante. Cr = 52; K= 39; I = 127.

3. El permanganato de potasio reacciona con ácido sulfhídrico en presencia de ácido sulfúrico para dar sulfato de manganeso (II), azufre, sulfato de potasio y agua: a) ajustar la reacción rédox correspondiente; b) indicar el reductor y el ánodo; c) determinar el volumen de disolución 0.5 M de ácido sulfhídrico que se necesita si en el proceso obtenemos 100 g de azufre. S= 32.

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4. El dióxido de manganeso y el yoduro de potasio reaccionan, en presencia de ácido sulfúrico, para dar sulfato de manganeso(II), yodo, sulfato de potasio y agua: a) ajustar la citada reacción; b) determinar el oxidante y el reductor; c) calcular los gramos de yodo que se obtendrán como máximo, partiendo de 1 kg de dióxido de manganeso del 95 % de riqueza. Mn=55; K=39; I=127.

5. El ácido nítrico ataca al mercurio en presencia de ácido clorhídrico para dar dióxido de nitrógeno, cloruro mercúrico y agua: a) ajustar la citada reacción rédox; b) determinar el reductor y el cátodo; c) hallar los litros de vapor de agua que se liberan, a 125 °C y 1500 mm de Hg, si en el proceso se consumen 500 cc de disolución 2 M de ácido nítrico. N= 14; Hg=200

6. Ajusta la siguiente reacción rédox en medio ácido, indicando el oxidante/reductor y el cátodo/ánodo:

HNO3 + Fe Fe(NO3)3 + NO + H2OLa reacción tiene lugar entre 50 g de Fe del 80 % de pureza y 150 mL de HNO3 del 67 % de riqueza y densidad 1.4 g/mL. Calcular: a) reactivo limitante, reactivo en exceso y exceso de éste, b) volumen de NO generado a 40 ºC y 790 Torr.

7. Ajusta la siguiente reacción rédox:H3AsO4 + KI + H2SO4 I2 + HAsO2

Si se hacen reaccionar 20 g de yoduro de potasio con 10 g de ácido arsénico, ¿cuánto yodo se forma? ¿Cómo se verá afectado el equilibrio si el pH aumenta?

8. El ácido sulfúrico reacciona con el cloruro de hierro(III)produciendo cloruro de hidrógeno y sulfato férrico. Se mezclan en un caso de precipitados 10 mL de sulfúrico del 96 % de riqueza y densidad 1.836 g/mL con 135 mL de disolución 0.75 M de cloruro de hierro(III). Determinar: a) el reactivo limitante, el reactivo en exceso y el exceso de éste; b) el volumen de cloruro de hidrógeno producidos a 100 ºC y 770 mm de Hg.

9. Para titular las disoluciones de permanganato potásico se emplea ácido oxálico, que al ser oxidado por el permanganato forma dióxido de carbono, en tanto que el manganeso se reduce al estado de oxidación +II, todo ello en medio sulfúrico diluido. Ajusta la reacción rédox que corresponde a este proceso y calcula la concentración de una disolución de permanganato de la que se gastaron 18 mL al titularla con 0.82 g de ácido oxálico. Calcula asimismo el volumen de dióxido de carbono liberado a 20 ºC y 750 Torr.

10. En un cierto proceso rédox, el ácido nítrico reacciona con hierro, produciendo nitrato de hierro(III) y óxido de nitrógeno(II). Ajusta la reacción indicando oxidante/reductor, ánodo/cátodo. Si reaccionan 5 mL de ácido nítrico del 67 % de riqueza y 1.14 g/mL de densidad con exceso de hierro, ¿qué volumen de óxido de nitrógeno(II) se formaría, medidos a 35 ºC y 785 mm Hg de presión?

11. Sobre 50 mL de disolución de ácido sulfhídrico 0.5 M se vierten 5 mL de ácido nítrico concentrado (densidad: 1.4 g/mL; riqueza 67 %), produciéndose óxido de nitrógeno(II) y azufre atómico. Ajusta la reacción rédox correspondiente y calcula los gramos de azufre producidos y el volumen de óxido de nitrógeno(II) liberado a 1000 Torr y 40 ºC.

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12. El óxido de nitrógeno(II) (NO) se prepara según la reacción:Cu (s) + HNO3 (aq) Cu(NO3)2 (aq) + NO (g) + H2O (l)

Ajusta la reacción rédox indicando el oxidante y el reductor, b) calcula el volumen de disolución 2 M de ácido nítrico necesario para obtener 0.5 L de NO medidos a 750 Torr y 25 ºC.

13. En un cierto proceso rédox, el ácido nítrico reacciona con hierro, produciendo nitrato férrico y óxido de nitrógeno(II) (óxido nítrico). Ajusta la reacción indicando oxidante/reductor, ánodo/cátodo. Si reaccionan 5 mL de ácido nítrico del 67 % de riqueza y 1.14 g/mL de densidad con 1 g de hierro, ¿qué volumen de óxido nítrico se formaría, medidos a 35 ºC y 785 mm Hg de presión?

14. En la síntesis de KI, se mezcla I2 con KOH, produciéndose la primera de las reacciones inferiores, y luego, se añade a la mezcla carbón en polvo, que reduce sólo el yodato a yoduro, oxidándose él a CO2, según la segunda de las reacciones. Se pide: ajustar las dos reacciones redox indicadas y el proceso global;

I2 + KOH KI + KIO3

KIO3 + C KI + CO2

Si se inicia la reacción con 5 g de yodo, ¿cuánto yodato de potasio se forma en el primer paso?, ¿qué cantidad mínima de carbón hay que utilizar para reducirlo?

15. Para determinar el ión arseniato, se le hace reaccionar con cinc, y luego, el arsano formado se reoxida con nitrato de plata, según las reacciones que siguen. Se pide: ajustar las dos reacciones rédox indicadas

Na3AsO4 + Zn + HCl AsH3 + ZnCl2 + NaCl + H2OAsH3 + AgNO3 + H2O H3AsO4 + HNO3 + Ag

Si se forman 0.1 mg de Ag, ¿cuál era la concentración de arseniato en los 10 mL iniciales de disolución?, ¿cuántos gramos de cinc son necesarios?

16. Ponemos en un vaso de precipitados 175 mL de cloruro de hierro(II), acidulados con HCl, que se valoran con 47 mL de una disolución de dicromato de potasio (K2Cr2O7) 0.20 M, a) Formula y ajusta la reacción rédox sabiendo que se forman cloruro de hierro(III) y cloruro de cromo(III); b) calcular la masa de cloruro de hierro(II) contenida en el vaso.

17. Dados los potenciales normales de reducción: E°(Na+/Na) = -2.71 V; E°(Cl2/Cl-) = 1.36 V; E°(K+/K) = -2.92 V; E°(Cu2+/Cu) = 0.34 V. a) Justifique cuál será la especie más oxidante y la más reductora, b) elija dos pares para construir la pila de mayor voltaje, c) para esa pila escriba las reacciones que tienen lugar en el cátodo y en el ánodo

18. Sean los siguientes pares rédox:Ni2+/Ni Al3+/Al Cu2+/Cu Cd2+/Cd Fe2+/Fe-0.25 V -1.66 V +0.34 V -0.40 V -0.44 V

a) Indica la especie más oxidante y la más reductora, b) escribe el símbolo de la pila que podría construirse con cobre y cadmio, c) calcula el potencial de la pila anterior, d) si se introduce una barrita de hierro en disoluciones de los otros iones metálicos ¿en qué disoluciones se formará depósito sobre el hierro? ¿Por qué?

19. Considera la siguiente lista de potenciales normales de electrodo:Par redox Pt2+/Pt BrO3

-/Br- Ni2+/Ni Au3+/Au NO2/NO

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(V) +1.20 +1.44 -0.25 +1.50 +1.03

a) especie más oxidante y más reductora, b) símbolo y potencial de la pila que se puede formar con níquel y oro, c) metales que se disolverían al introducirlos en agua y ponerlos en contacto con dióxido de nitrógeno burbujeado sobre ellos

20. ¿Qué corriente tiene que pasar por una disolución de nitrato férrico si se quiere depositar 30 g de hierro en 6 horas? ¿y si en lugar de nitrato de hierro(III) tuviéramos nitrato de cobre(II)?

21. Si se efectúa una electrolisis de 60 minutos con una corriente de 0.5 A sobre 1 L de disolución 0.5 M de cloruro de cobalto(III), ¿cuánto cobalto se deposita?, ¿cuál será ahora la concentración de la disolución?

22. ¿Qué tiempo es necesario para depositar toda la plata de un vaso con 100 ml de nitrato de plata 0.1 M con una intensidad de 0.1 A? Con esa intensidad y ese tiempo, ¿cuánto oro de una disolución de cloruro de oro(III) se podría depositar?

23. Sin hacer los cálculos, responde a estas cuestiones: ¿de qué elemento se depositará más cantidad a igualdad de intensidad y tiempo, de cobre procedente de sulfato de cobre(II), o de aluminio procedente de óxido de aluminio?; para obtener las mismas cantidades de cobre y aluminio anteriores en el mismo tiempo, ¿debo aumentar o disminuir la corriente que pasa por la disolución de cobre?

24. Se montan en serie dos cubas electrolíticas que contienen disoluciones de AgNO3 y de CuSO4, respectivamente. Calcula los gramos de plata que se depositarán en la primera si en la segunda se depositan 6 g de Cu

25. Durante la electrólisis del cloruro de magnesio fundido: a) ¿cuántos gramos de Mg se producen cuando pasan 5,80·103 Culombios a través de la célula? b) ¿cuánto tiempo se tarda en depositar 1.50 g de Mg con una corriente de 15 A?