PROBLEMAS QUÍMICA 2º BACHILLERATO CELDAS ELECTROQUÍMICAS 1.- Dados los potenciales normales de reducción siguientes: Eº (Zn(II) / Zn) = -0,76 V Eº ( Fe(II) / Fe) = -0,44 V Eº (Cu(II) / Cu) = 0,34 V Explica razonadamente, qué sucede cuando se introduce una varilla metálica de hierro, en una disolución que contiene: a) Zn(II) b) Cu(II) Sol a) no hay reacción espontánea b) Si hay reacción espontánea 2.-¿Qué pasará si ponemos una disolución de tetraoxosulfato (VI) de cobre (II) (sulfato de cobre (II) ) : a) en un recipiente de cinc ? b) en un recipiente de plata. Datos: Eº (Cu(II)/Cu(s)) = 0,34V ; Eº (Zn(II)/Zn(s)) = -0,76V; Eº (Ag(I)/Ag(s)) = 0,80V Sol a) Se produce reacción b) No se produce reacción. 3.-Predecir si se producirá una reacción espontánea en los siguientes casos: a) Cuando se introduce un alambre de plata en una disolución de sulfato de cinc [tetraoxosulfato(VI) de cinc]. b) Cuando se utiliza una cuchara de aluminio para agitar una disolución de nitrato de hierro(II) [trioxonitrato(V) de hierro(II)]. Eº (Ag+/Ag) = +0,80V, Eº (Zn2+/Zn) = -0,76V, E (Al3+/Al) = -1,67V y Eº (Fe2+/Fe) = 0,44V. Justifique la respuesta. Sol a) La reacción no será espontánea b) La reacción será espontánea. 4.- Se mezclan en un vaso A volúmenes iguales de una disolución que contiene iones Ag+ y otra disolución que contiene iones Fe 2+. En otro vaso B se mezclan volúmenes iguales de disolución que contiene iones Ag+ y otra disolución que contiene iones Fe 3+. Razonar si en alguno de los vasos se producirá reacción. En caso de producirse, escribirla e identificar las especies oxidante y reductora. Datos: Potenciales de reducción estándar: Fe2+ + 2e- Fe ; Eº = -0,44 V Fe3+ + 3e- Fe ; Eº = -0,04 V Fe3+ + 1e- Fe2+ ; Eº = +0,77 V Ag+ + 1e- Ag ; Eº = +0,80 V Sol a) En el vaso A se produce reacción. En el vaso B no se produce reacción. 5.- Suponer que se dispone de dos barras metálicas, una de plomo y otra de cinc, y de dos disoluciones, una que contiene Pb 2+ 1 M y la otra que contiene Zn 2+ l M. a) Explicar cómo se construiría una pila con dichos materiales, dibujando un esquema de la misma. Calcular la diferencia de potencial o fuerza electromotriz de la pila. b) Escribir las semirreaciones que ocurren en cada semipila y la reacción global. Indicar además que electrodo es el cátodo y cuál el ánodo. Datos: Pb2+ + 2 e- Pb Eº = - 0,13 V Zn 2+ + 2 e- Zn Eº = - 0,76 V Sol a) E=0,63v 6.- Explique razonadamente: a) Si los metales cobre y manganeso reaccionaran con ácido clorhidrico 1 M, y en caso afirmativo, escriba la correspondiente reacción redox. b) Lo que ocurrirá si a una disolución de sulfato de manganeso (II) le añadimos limaduras de cobre. c) Lo que ocurrira si a una disolución de sulfato de manganeso (II) le añadimos granalla de cinc. Datos: Eº (Mn2+/Mn) = -1,18 V; Eº (Cu2+/Cu) = +0,34V Eº (Zn2+/Zn) = -0,76 V. Sol a) Reacción espontánea, Reacción no espontánea b) No reaccionan c) No reaccionan. 7.- Conteste razonadamente si las reacciones que se dan en los siguientes apartados serán espontáneas, ajustando los procesos que tengan lugar: a) Al agregar aluminio metálico a una disolución acuosa de iones Cu2+. b) Al agregar un trozo de manganeso a una disolución acuosa 1 M de Pb(NO3)2 Datos: Eº (Al3+ / Al) = -1 ,66 V; Eº(Cu2+ / Cu) = 0,34 V; Eº (Mn2+ / Mn) = -1,18 V; Eº (Pb2+/ Pb) = -0,12 V Sol Las dos reacciones son espontáneas. 8.- Se dispone de una pila formada por un electrodo de zinc, sumergido en una disolución 1 M de Zn (NO3)2 y conectado con un electrodo de cobre, sumergido en una disolución 1 M de Cu (NO3)2. Ambas disoluciones están unidas por un puente salino. a) Escriba el esquema de la pila y explique la función del puente salino. b) Indique en qué electrodo tienen lugar la oxidación y en cuál la reducción. c) Escriba la reacción global que tienen lugar e indique en qué sentido circula la corriente. d) ¿En qué electrodo se deposita el cobre? 9.- Considerando los datos adjuntos, deduzca si se producirán las siguientes reacciones de oxidación-reducción y ajuste las que puedan producirse: a) MnO4- +Sn2+ b) NO3- + Mn2+ c) MnO4 + IO3- d) NO3- + Sn2+ Datos: Eº (MnO4- / Mn2+) = 1,51 V; Eº (IO4- / IO3-) = 1,65 V; Eº (Sn4+ / Sn2+) = 0,15 V; Eº (NO3- / NO) = 0,96 V Sol a) Si b) No c) No d) Si 10.- Razone, a la vista de los siguientes potenciales normales Eº: Cu2+ / Cu = + 0,34 V; 2H+ / H2 = 0,00 V; Fe 2+ / Fe = - 0,44 V; Zn2+ / Zn = -0,76 V. a) ¿Qué metal o metales desprenden hidrógeno al ser tratados con un ácido? b) ¿Qué metal o metales pueden obtenerse al reducir sus sales con hidrógeno? c) La reacción que tiene lugar al formar una pila con electrodos de cobre y de hierro. d) La reacción que tiene lugar al formar una pila con electrodos de cinc y de hierro. Sol a) Fe y Zn b) Cu c) Cu2+ + Fe d) Zn + Fe2+ 11.- Deduzca razonadamente y escribiendo la reacción ajustada: a) Si el hierro en su estado elemental puede ser oxidado a hierro (II) con MoO42b) Si el hierro (II) puede ser oxidado a hierro (III) con NO3Datos: Eº(MoO42-/Mo3+) = 0,51 V; Eº(NO3-/ NO) = 0,96 V. Eº(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V; Eº(Fe 2+/Fe0) = -0,44 V. Sol a) Si, Reacción espontánea b) Si, Reacción espontânea.