ELECTROQUÍMICA II2º BACHILLERATOPilas Galvánicas - Procesos electrolíticos

DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA

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1. Utilizando los valores de los potenciales redox, indica de forma razonada si el ácido nítrico reaccionará con el cobre metal para dar iones Cu2+ y óxido de nitrógeno (II). Si la cuestión anterior es afirmativa, ajusta la reacción y escribe la ecuación en forma iónica y molecular indicando el agente oxidante y el agente reductor. DATOS: E0(Cu2+/Cu)= +0,34 V y E0(NO3

-/NO)= +0,96 V.

2. Explica que sucederá si en una disolución 0,1 M de sulfato de cobre (II) introducimos: a) Una varilla de Zn; b) una varilla de plata. DATOS: E0(Cu2+/Cu)= +0,34; E0(Zn2+/Zn)= -0,76V; E0(Ag+/Ag)= +0,80 V.

3. El yodo puede ser oxidado a anión yodato en medio ácido:

a) Ajustar la semirreacción correspondiente. b) Calcular el peso equivalente del yodo en esta oxidación.

4. Por la acción del clorato de potasio (que se transforma en cloruro de potasio), en presencia

de hidroxido de potasio, el cloruro de cobalto (II) pasa a óxido de cobalto (III) sólido. Escribir la reacción ajustada. ¿Qué ion es el oxidante y cuál se oxida?.

5. Describe el electrodo normal de hidrógeno. ¿Para qué sirve?.

6. Ajusta las siguientes ecuaciones, identifica el oxidante y el reductor y escribe las

correspondientes semirreacciones: a) Fe + O2 Fe2O3

b) Cl2 + NaBr NaCl + Br2

c) SiF2 SiF4

d) H2 + Cl2 HCl

7. ¿Qué sucede si agitas una disolución de nitrato de hierro (II) con una cuchara de aluminio?, razona la respuesta. E0(Fe2+/Fe)= -0,41 V; E0(Al3+/Al)= -1,76 V.

8. Explica razonadamente si los metales cobre y manganeso reaccionarán con ácido

clorhídrico 1 M. Escribe en cualquier caso, razonándolo, la reacción espontánea que tiene lugar entre el metal y el ácido E0(Cu2+/Cu)= +0,34 V, E0(Mn2+/Mn)= -1,18 V.

9. Explica razonadamente:

a) Si los metales cobre y manganeso reaccionarán con el ácido clorhídrico 1 M, y en

caso afirmativo, escribe la correspondiente reacción. b) Lo que ocurrirá si a una disolución de sulfato de manganeso (II) le añadimos

limaduras de cobre. c) Lo que ocurrirá si a una disolución de sulfato de manganeso (II) le añadimos

granalla de cinc. DATOS: E0(Cu2+/Cu)= +0,34 V; E0(Mn2+/Mn)= -1,18 V; E0(Zn2+/Zn)= -0,76 V.

10. Una batería de automóvil está constituida por placas de PbO2 (polo positivo) y placas de

plomo Pb (polo negativo), sumergidas en una disolución de ácido sulfúrico. Durante la

descarga, las placas positivas se van transformando en sulfato de plomo, según la reacción: PbO2 + H2SO4 + 2 H+ + 2e- = PbSO4 + 2H2O. Supongamos que en el arranque del automóvil extraemos la batería una corriente de 10 A durante 1 minuto.

a) ¿Qué masa de PbO2 se habrá transformado en PbSO4?. b) ¿Cuántos moles de H2SO4 de la disolución se habrán consumido a consecuencia

de la reacción del apartado anterior?. 11. El dicromato de potasio oxida al yoduro de sodio en medio ácido sulfúrico dando sulfato de

sodio, sulfato de cromo (III) y yodo. ¿ De qué normalidad será la disolución de yoduro de sodio, sabiendo que 30 mL de la misma necesitan para su oxidación 60 mL de una disolución de dicromato de potasio, que contiene 49 g/L de dicromato de potasio?. DATOS: Masas atómicas: K =39,1 , Cr =52, O =16, I =127

12. El agua oxigenada, en presencia de hidróxido de potasio, reacciona con el cloruro de

cromo (III) para dar cromato de potasio, cloruro de potasio y agua. Escribir la reacción redox y ajustarla por el método del ion-electrón.

13. Ajusta por el método del ion-electrón la siguiente reacción redox:

Calcula el volumen de disolución de permanganato de potasio 0,05 N que se gastará en la valoración de 65 mg de ácido oxálico (ácido etanodioico).DATOS: Masas atómicas: H=1, C=12, O=16

KMnO4 + H2C2O4 + H2SO4 Mn2+ + CO2 + .....

14. ¿Qué volumen de cloro se obtiene, medido a 27ºC y 670 mm de Hg de presión al realizar la electrolisis de una disolución de cloruro de sodio, haciendo pasar un corriente de 200 A durante 12 horas.DATOS: Masas atómicas: Cl=35,5

15. El permanganato de potasio oxida al etanol en medio ácido sulfúrico, a ácido etanoico y él

se reduce a sulfato de manganeso (II). Ajusta la reacción por le método del ion-electrón. A partir de la reacción ajustada, indica que volumen de permanganato 0,1 N es necesario para oxidar completamente 0,0288 g de etanol.DATOS: Masas atómicas: C=12, O=16, H=1

16. Se construye una pila galvánica con estos electrodos: Mn/Mn2+(1M) || Cu2+(1M)/Cu:

a) ¿Cuál es el cátodo y cual su ánodo? b) Escribe la reacción global de la pila c) ¿Cuál es el polo negativo?.

17. El ion permanganato en medio ácido sulfúrico, oxida al peróxido de hidrógeno a oxígeno y

él se reduce a ion manganeso (II). DATOS: Masas atómicas: Mn=55, O=16, K=39, H=1 a) Ajusta la reacción que tiene lugar por el método del ion-electrón b) Calcula el peso equivalente del permanganato de potasio y del peroxido de hidrógeno

en esta reacción.

18. Una corriente de 5 A circula durante 30 min por una disolución de una sal de cinc, depositando 3,048 g de cinc en el cátodo. Calcular a) El peso equivalente del cinc es este proceso. b) Los gramos de cinc que se depositarán al pasar una corriente de 10 A durante 1 hora.

19. Dos celdas electrolíticas que contienen nitrato de plata (I) y sulfato de cobre (II),

respectivamente, están montadas en serie. Halla los gramos de cobre que se depositarán en la segunda celda si en la primera se depositan dos gramos de plata.

20. Dadas las siguientes reacciones:

Ácido sulfúrico + hidróxido de sodio sulfato de sodio + agua

Ácido sulfúrico + ácido sulfhídrico azufre + agua

a) Ajusta ambas reacciones y calcula el peso equivalente del ácido sulfúrico en cada una. b) ¿Cuántos gramos de hidróxido de sodio reaccionarán con un equivalente del ácido

sulfúrico?.

21. Se dispone de una disolución acuosa de sulfato de cobre (II) 4·10-2 M. Calcula el tiempo necesario para electrolizar completamente el cobre contenido en 250 mL de dicha disolución al pasar una corriente de 1,2 A, si el rendimiento del proceso es del 80%. DATOS: Masas atómicas: O=16, S=32, Cu=63,5.

22. Dos celdas electrolíticas contienen disoluciones acuosas de nitrato de plata y de ácido

sulfúrico, respectivamente. Pasando la misma cantidad de corriente por ambas celdas en la primera se depositan 0,093 g de plata. Calcule el volumen de hidrógeno que se libera en la segunda celda, medido a 0ºC y 1 atm de presión. DATOS: Masas atómicas: H=1, Ag=107,9

23. El ácido nítrico oxida al ácido sulfhídrico a azufre mientras que él se reduce a ion amonio.

Calcular: a) Ajuste por el método del ion-electrón dicha reacción b) Calcula el volumen de ácido nítrico 0,1 M será necesario para oxidar 0,0425 gramos de

ácido sulfhídrico. DATOS: Masas atómicas: S=32, O=16, N=14, H=1

24. Se electroliza una disolución de ácido sulfhídrico, usando electrodos inerte, durante un

periodo de 20 minutos. El hidrógeno producido se recoge sobre agua a una presión de 750 mm de Hg y una temperatura de 27ºC, obteniéndose en estas condiciones 200 mL. DATO: Presión de vapor el agua a 27ºC = 25 mm Hg. a) Indica en qué electrodo se desprende hidrógeno, cuál es la semirreacción

correspondiente y cuál es el equivalente electroquímico del hidrógeno. b) Calcula la intensidad de la corriente aplicada

25. Define los conceptos de oxidación y reducción:

a) ¿A qué tipo de procesos corresponden las semirreacciones?

(I) H 2O2 H2O +

(II) H 2O2 O2 +b) Ajusta las reacciones c) ¿Qué potencial debería tener una especie para provocar la reacción (I) o (II)?

26. En la electrólisis de una disolución acuosa que contiene sulfato de cinc y sulfato de

cadmio, se deposita todo el cinc y el cadmio, para lo cual se hace pasar una corriente de 10 A durante 10 horas, obteniéndose una mezcla de ambos metales de 35,44 g. Calcula el porcentaje en peso de cinc en la mezcla metálica. DATOS: Masas atómicas Cd=112,4, Zn=65,4

27. El ácido clorhídrico concentrado reacciona con óxido de manganeso (IV) para dar cloro

elemental y cloruro de manganeso (II). Ajusta la reacción completa por el método del ion-electrón y calcula el volumen de ácido clorhídrico necesario para hacer reaccionar completamente un gramo de óxido de manganeso (IV), si el ácido tiene una riqueza del 35% y su densidad es de 1,17 g/mL