Preguntas y problemas
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1. ¿Cómo se relacionan las ecuaciones químicas con las reacciones químicas?
2. Resumir la información contenida en la ecuación química a continuación. ¿Cómo se clasificaría esta reacción? CaCl 2 (ac) + Na 2 CO 3 (aq) →CaCO 3 (s) + 2NaCl (ac)
3. ¿Cuáles son los significados de (s), (l), (g) y (aq) después de fórmulas en una ecuación química? ¿Cuáles son los significados de ∆y← →?
4. ¿Qué hay de malo en equilibrar la ecuación química S + O 2 →SO 3 como S + O 2 →SO 2?
5. A partir de sus conocimientos de química y fórmulas químicas escribir la ecuación equilibrada para calentar carbonato de magnesio para dar óxido de magnesio y dióxido de carbono, indicando los estados físicos de los reactivos y productos.
6. Equilibrar la ecuación FESO 4 + H 2 SO 4 + O 2 →Fe 2 (SO 4) 3 + H 2 O, que es para una reacción involucrada en la formación de agua contaminante ácida de mina.
7. Equilibrar cada uno de los siguientes: (a) C 2 H 4 + O 2 →CO 2 + H 2 O, (b) KClO 4 →KClO + O 2, (c) FeS 2 + O 2 + H 2 O→FESO 4 + H 2 SO 4 (d) Fe 2 O 3 + Co→Fe + CO 2, (e) H 3 PO 4 + H2→PH 3 + H 2 O, (f) P + Cl 2 →PCL 5
8. Explicar cómo encajan las ecuaciones químicas con el esquema general de la química como lenguaje.
9. Una ecuación química que describe la acción del sulfuro de hidrógeno, H2S, disuelto en agua ISH2S← →H++ HS-. ¿Qué dice esta ecuación y cómo es consistente con el hecho de que el sulfuro de hidrógeno disuelto es un ácido débil?.
10. A partir de la discusión de las reacciones de los metales con el ácido sulfúrico en la Sección 5.3 y su conocimiento de las propiedades de la joyería de plata, explique lo que es probable que suceda cuando el metal plateado se coloca en ácido sulfúrico.
11. El zinc es un metal muy reactivo. Explica con ecuaciones químicas qué esperarías que sucediera si el zinc metálico se colocara en ácido sulfúrico y qué pasaría si el óxido de zinc, ZnO, se colocara en ácido sulfúrico.
12. La lana de acero finamente dividida se calienta al rojo vivo y rápidamente se coloca en una botella de oxígeno se quema vigorosamente sometiendo a la reacción 4Fe + 3O 2 →2Fe 2 O 3. ¿Por qué no hay preocupación de que una viga de acero utilizada en la construcción se queme en el aire? Sin embargo, dicha viga se puede cortar con una antorcha de oxiacetileno calentando primero una pequeña porción de ella con la antorcha, luego apagando el acetileno y haciendo pasar lentamente la antorcha a través de la viga. ¿Qué está pasando en este caso?
13. Una solución acuosa de peróxido de hidrógeno, H 2 O 2, es relativamente estable. Pero, si se coloca una pequeña cantidad de óxido de manganeso sólido en la solución de peróxido de hidrógeno, se desprenden burbujas cerca de la superficie del óxido de manganeso, aunque el sólido parece permanecer intacto. Explicar lo que sucede y el papel del óxido de manganeso.
14. Se dieron las siguientes reacciones en relación con el proceso Solvay empleado para elaborar bicarbonato sódico y carbonato sódico: (A) NaCl + NH3+CO 2 + H 2 O→NaHCO 3 (s) +NH 4 Cl, (B) 2NaHCO 3 + calor → Na 2 CO 3 + H 2 O (g) + CO2 (g) (C) 3H 2 + N 2 →2NH 3, (D) CaCo 3 + Calor→CaO + CO 2, (E) CaO + H 2 O→Ca (OH) 2. Clasificar cada una de estas reacciones en las categorías dadas en la Sección 5.6.
15. Dada la reacción química 4CH 4 + 6NO 2 →4CO + 3N 2 + 8H 2 O, escribir todas las relaciones molares posibles que relacionen N 2 a cada uno de los otros participantes de la reacción.
16. Dadas las masas atómicas N 14.0, H 1.0 y Cl 35.5 y la reacción a continuación, se calcula la masa de HCl producida cuando reaccionan 12.7 g de NH 3.
2NH 3 + 3Cl 2 →N 2 + 6HCl
17. Dadas las masas atómicas C 12.0, H 1.0, y O 16.0 y la reacción a continuación, calcular la masa de H 2 O producida cuando 15.6 g de O 2 reaccionan.
C 2 H 4 + 3O 2 →2CO 2 + 2H 2 O
18. Coincidir el tipo de reacción de la lista de la izquierda con el ejemplo de reacción de la derecha, abajo. El PbSO 4 es insoluble en agua.
A. Descomposición 1. HCl + NaOH→H2O + NaCl
B. Neutralización 2. Pb (NO 3) 2 + Na 2 SO 4 →PbSO 4 + 2NaCl
C. Sustitución 3. 2H 2 O 2 →2H 2 O + O 2
D. Doble desplazamiento 4. CuSO 4 (aq) + Fe (s) →FESO 4 (aq) + Cu (s)
19. De lo siguiente, la afirmación falaz es
A. El símbolo← →se utiliza para mostrar que una reacción va en ambos sentidos.
B. La notación (l) se utiliza para mostrar que un reactivo o producto se disuelve en agua.
C. Un catalizador cambia la velocidad de una reacción pero no se consume en sí mismo.
D. El símbolo, ∆0, se utiliza para mostrar la aplicación de calor a una reacción.
E. El simple hecho de que una ecuación química pueda escribirse y equilibrarse no indica con certeza que la reacción química que indica ocurrirá.
20. Dada la reacción 2S+ 3O 2 →2SO 2 y masas atómicas de 32.0 y 16.0 para S y O, respectivamente, se calcula la masa de O 2 reaccionando con 15.0 g de S.
21. Dada la reacción CH 4 + 2H 2 O→CO 2 + 4H 2 y masas atómicas de C, 12.0, H, 1.0; y O16.0, calcular la masa total de productos formados cuando 24.0 g de CH 4 reacciona.
22. Dada la reacción 3CH 4 + 4Fe 2 O 3 →3CO 2 + 6H 2 O + 8Fe y masas atómicas de C, 12.0; H,1.0; Fe, 55.8; y O, 16.0, ¿cuál es la masa de CO 2 producida por la reacción de 36.0 g de Fe 2 O 3?
23. ¿Cuál es la base de la estequiometría respecto a las cantidades relativas de materiales en las reacciones?
23. ¿Cuáles son los principales pasos para hacer un cálculo estequiométrico?
24. ¿Qué es un reactivo limitante?
25. Se preparó una solución de FeSO 4 mezclando 100 g de H 2 SO 4 puro con agua y poniéndolo en contacto con 50.0 g de hierro metálico. ¿Qué reacción ocurrió? ¿Qué masas de productos de reacción se generaron y cuáles fueron las masas de reactivos, si los hubiera, sobrantes? Las masas atómicas necesarias son H 1.0, Fe 55.8, S 32.0 y O 16.0.
26. ¿Cuál es la diferencia entre el rendimiento estequiométrico y el rendimiento medido en una reacción química? ¿Cómo se utilizan para calcular el porcentaje de rendimiento?
27. ¿Cómo se relacionan las titulaciones y la estequiometría?
28. Una muestra de mineral sólido consistente en carbonato de calcio, CaCo 3 y materia mineral no reactiva que pesaba 0.485 g se agitó en un poco de agua a la que se le añadieron 0.115 mol/l de ácido clorhídrico estándar, HCl, de una bureta. La reacción fue CaCO 3 + 2HCl→CaCl 2 + CO 2 + H 2 O. Si se requirieron 48.6 mililitros (0.0486 L) de HCl para reaccionar con todo el CaCo 3 en la muestra, cuál fue el porcentaje de CaCo 3 en la muestra dado que la masa molar de CaCO 3 es 100 g/mol?
29. Una muestra de 250 mL de agua del depurador de gases de escape del incinerador contaminada con HCl se tituló con NaOH estándar 0.104 mol/L, de los cuales se requirieron 11.3 mL para alcanzar el punto final. ¿Cuál fue la concentración molar de HCl en la muestra de agua?
30. ¿Qué hace el proceso Solvay? ¿Cuál es la reacción química general que describe el proceso Solvay? ¿Cuáles son las dos principales materias primas que se consumen y cuáles son las dos especies principales que se reciclan a través del proceso?
31. ¿Cuáles son los principales aspectos verdes del proceso Solvay? ¿Cuáles son algunos aspectos que son menos verdes?
32. ¿Cuál es una alternativa importante al uso del proceso Solvay?
33. Calcular el número de moles del total de AlCl 3 en 38.6 g del compuesto y el número de moles de CH 4, en 217 g de metano. Use 27.0, 35.5, 12.0 y 1.0 para las masas atómicas de Al, Cl, C y H, respectivamente.
34. ¿Por qué podría esperar que las relaciones estequiométricas de los reactivos se utilicen en reacciones químicas industriales? Si uno de los dos reactivos utilizados en un proceso industrial es mucho más caro que otro, ¿sugerir por qué y de qué manera no se podría utilizar una relación estequiométrica? Además, supongamos que uno de los dos reactivos es bastante tóxico mientras que el otro reactivo no lo es. ¿Por qué la práctica de la química verde podría sugerir el uso de una relación no estoichométrica de reactivos en tal caso?
35. Dada la reacción 2H 2 + O 2 →2H 2 O, identificar qué especies se oxidan, cuáles se reducen, cuál es el agente oxidante, y cuál es el agente reductor.
36. Dada la reacción que se produce cuando se pasa una corriente eléctrica continua a través de NaCl iónico líquido, 2Na + + 2Cl - →2Na + Cl 2, identifican qué especies se oxidan y cuáles se reducen. Justificar la respuesta.
37. Identificar qué reacciones dadas en la Sección 5.6 son reacciones de oxidación-reducción