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Problemas de estequiometría y balance de masas
(1)
(Estequiometría 1 Matamala y Gonzalez) Por descomposición térmica de mármol,
CaCO3, se obtiene cal viva CaO. ¿Qué peso de mármol del 95% de pureza
se precisa para obtener 1070 kg de cal? Procedimiento.
(2)
(Estequiometría 2 Matamala y Gonzalez) ¿Qué peso de KClO3 se tiene
que descomponer para producir el oxígeno necesario que reaccione con 20 L de H2?
Procedimiento.
(3)
(Estequiometría 3 Matamala y Gonzalez) El Zn reacciona con ácido sulfúrico
dando hidrógeno. ¿Qué peso de Zn se precisa para obtener 100 litros de ese gas
a 27°C y 455 mmHg? Procedimiento.
(4)
(Estequiometría 4 Matamala y Gonzalez) En la oxidación de NH3 a
óxido nítrico ¿Qué volumen de oxígeno
reacciona con 8,96 litros de NH3? Procedimiento.
(5)
(Estequiometría 5 Matamala y Gonzalez) ¿Qué volumen de gas sulfhídrico se formará haciendo
reaccionar 97,9 gramos de sulfuro ferroso con exceso de clorhídrico? Procedimiento.
(6)
(Estequiometría 6 Matamala y Gonzalez) A partir de 102 kg de pirita de hierro,
FeS2, del 98% ¿Qué peso de ácido sulfúrico se puede obtener? Procedimiento.
(7)
(Estequiometría 7 Matamala y Gonzalez) En el laboratorio se obtiene ácido
clorhídrico haciendo reaccionar sulfúrico con cloruro de sodio, formándose
también NaHSO4. ¿Qué peso de H2SO4 del 90% en
peso se dispone para obtener 1 kg de HCl? Procedimiento.
(8)
(Estequiometría 8 Matamala y Gonzalez) Cuantos litros de CO2 a 15°C
y 710 mmHg se han hecho pasar a través de KOH si se observa un aumento en peso
de 1,35 gramos? Procedimiento.
(9)
(Estequiometría 9 Matamala y Gonzalez) Para obtener 408 gramos de CaSO4,
¿Cuántos gramos de cal viva se deben
hacer reaccionar con H2SO4? Procedimiento.
(10)
(Estequiometría 10 Matamala y Gonzalez) El HCl se oxida con MnO2: MnO2+4HCl→MnCl2+Cl2+2H2O;
¿ Cuantos moles de HCl se necesitan para formar 0,75 moles de gas cloro? Procedimiento.
(11)
(Estequiometría 11 Matamala y Gonzalez) Que pesos de H2SO4
y de Zn se precisan para obtener el hidrógeno que llenase un recipiente
esférico de 6 m de diámetro a 12 atm y 27°C? Procedimiento.
(12)
(Estequiometría 12 Matamala y Gonzalez) ¿Cuántos moles de NaOH se precisan para
neutralizar 98 g de H2SO4? Procedimiento.
(13)
(Estequiometría 13 Matamala y Gonzalez) El permanganato potásico reacciona con
clorhídrico formando Cl2: 10Cl(-)+2MnO4(-)+16H(+)→5Cl2+2Mn(2+)+8H2O;
¿Cuántos gramos de KMnO4 se precisan para tener 0,2 litros de cloro?
Procedimiento.
(14)
(Estequiometría 14 Matamala y Gonzalez) Un método industrial de importancia
para la obtención de NaOH es mediante reacción con Na2CO3
con hidróxido cálcico. ¿Qué peso de carbonato de sodio se necesita para obtener
755 kg de NaOH? Procedimiento.
(15)
(Estequiometría 15 Matamala y Gonzalez) El Cu reacciona con nítrico para formar
nitrato cúprico y óxido nítrico: 3Cu+8HNO3→3Cu(NO3)2+2NO+4H2O.
¿Cuántos moles de sal se forman a partir de 0,25 moles de Cu? Procedimiento.
(16)
(Estequiometría 16 Matamala y Gonzalez) El Cu reacciona con nítrico para formar
nitrato cúprico y óxido nítrico: 3Cu+8HNO3→3Cu(NO3)2+2NO+4H2O.
¿Qué peso se puede recoger si el nitrato cúprico se cristaliza con 6 moléculas
de agua, habiéndose producido a partir de 0,25 moles de Cu? Procedimiento.
(17)
(Estequiometría 17 Matamala y Gonzalez) En un recipiente se han dispuesto 130,8
g de Zn y 1,6 moles de HCl. (a) ¿Cuántos moles de zinc quedan sin reaccionar?
(b) Cuantos gramos de ZnCl2 se forman? (c) ¿Cuántos litros de hidrógeno se
forman en C. N.? Procedimiento.
(18)
(Estequiometría 18 Matamala y Gonzalez) El HCl reacciona con sulfuro ferroso
formando gas sulfhídrico: 2HCl+FeS→FeCl2+H2S;
¿cuantos gramos de FeS se precisan para obtener 66 litros de H2S en
C.N.? Procedimiento.
(19)
(Estequiometría 19 Matamala y Gonzalez) De acuerdo con: 3Cu+8HNO3→3Cu(NO3)2+2NO+4H2O;
cuando se disponen 5 g de Cu y 12 g de HNO3, ¿Qué sustancias u
cuantos gramos resultan de la reacción? Procedimiento.
(20)
(Estequiometría 20 Matamala y Gonzalez) El método Solvay de obtención de carbonato de sodio emplea la
reacción entre CaCO3 y NaCl. ¿Qué peso de CaCO3 puro se
precisa para obtener 212 kg de Na2CO3? ¿Qué peso de NaCl
reaccionará? Procedimiento.
(21)
(Estequiometría 21 Matamala y Gonzalez) En el laboratorio se puede obtener
cloro mediante oxidación del HCl por MnO2: MnO2+4HCl→MnCl2+Cl2+2H2O; ¿Qué
volumen de cloro se puede obtener cuando se hacen reaccionar 12,25 g de MnO2 y
35,50 g de HCl? Procedimiento.
(22)
(Estequiometría 22 Matamala y Gonzalez) Si en un recipiente se disponen 1120
litros de hidrógeno y 70 litros de oxígeno, y se hacen reaccionar ¿Cuántos
gramos de agua se formarán? Procedimiento.
(23)
(Estequiometría 23 Matamala y Gonzalez) Se calientan 30 g de CaCO3 para obtener CaO,
pero antes de la descomposición total se interrumpe cuando queda un residuo de
19 gramos. (a) ¿Que peso de CaCO3 se ha descompuesto? (b) cuantos
gramos de cal hay en el residuo? Procedimiento. Procedimiento.
(24)
(Estequiometría 24 Matamala y Gonzalez) Haciendo pasar cloro a través de una
solución de KOH se forma clorato, cloruro y agua. ¿Qué peso de KClO3
se obtiene cuando se dispone de 10 litros de disolución de KOH al 15%? Procedimiento.
(25)
(Estequiometría 25 Matamala y Gonzalez) En la obtención de oxígeno en el
laboratorio se han obtenido 1680 ml de gas a 27°C y 560 mmHg a partir de 8 g de
KClO3. (a) ¿Qué peso de clorato se descompuso? (b) ¿Cuánto debe
pesar el residuo de clorato y cloruro? Procedimiento.
(26)
(Estequiometría 26 Matamala y Gonzalez) Se han recogido 1,38 litros de
hidrógeno a 27°C y 0,895 atm, ¿Cuántos gramos de Zn reaccionaron? Procedimiento.
(27)
(Estequiometría 27 Matamala y Gonzalez) Se inició la calcinación de 2,28 g de
Ca(NO3)2 y cuando queda un residuo de 2,0 g se suspende.
(a) Cuantos gramos de nitrato de calcio se descompusieron? (b) Cuantos gramos
de CaO se formaron? Procedimiento.
(28)
(Estequiometría 28 Matamala y Gonzalez) En un recipiente disponemos 25 litros
de NH3 y 35 L de oxígeno, ambos a 2 atm y 200 °C. Se forma NO2.
¿Qué gas y en que volumen queda sin reaccionar? Procedimiento.
(29)
(Estequiometría 29 Matamala y Gonzalez) Se calcinan durante algún tiempo 20 g
de CaCO3 y se interrumpe la operación, quedando 15 g de residuo. (a)
¿Cuántos gramos de CO2 se han liberado? (b) ¿Cuántos moles de CaO se
han formado? (c) ¿Cuántos moles de CaCO3 se han descompuesto? (d)
¿cuál es el porcentaje de CaO en el residuo? Procedimiento.
(30)
(Problema 3,59a-d; Chang 10ed) Balancee las siguientes ecuaciones: (a)
C + O2→CO
(b) CO+O2→CO2(c)
H2+Br2→HBr
(d) K+H2O→KOH+H2.
Respuesta.
(31)
(Problema 3,59d-n; Chang 10ed) Balancee las siguientes ecuaciones:
(e) Mg + O2 → MgO
(f) O3 → O2
(g) H2O2 → H2O
+ O2 (h) N2 + H2 →
NH3 (i) Zn + AgCl → ZnCl2
+ Ag (j) S8 + O2 → SO2 (k) NaOH + H2SO4
→ Na2SO4 + H2O
(l) Cl2 + NaI → NaCl + I2 (m) KOH + H3PO4
→ K3PO4 + H2O (n)
CH4 + Br2 → CBr4 + HBr. Respuesta.
(32)
(Problema 3,60 a-g; Chang 10ed) Balancee las siguientes ecuaciones: (a)
N2O5 → N2O4
+ O2 (b) KNO3 → KNO2
+ O2 (c) NH4NO3 → N2O
+ H2O (d) NH4NO2 →
N2 + H2O (e) NaHCO3 →
Na2CO3 + H2O + CO2 (f) P4O10
+ H2O → H3PO4
(g) HCl + CaCO3 → CaCl2
+ H2O + CO2. Respuesta.
(33)
(Problema 3,60 h-k; Chang 10ed) Balancee las siguientes ecuaciones: (h)
Al + H2SO4 → Al2(SO4)3
+ H2 (i) CO2 + KOH →
K2CO3 + H2O (j) CH4 + O2
→ CO2 + H2O (k) Be2C
+ H2O → Be(OH)2 +
CH4. Procedimiento.
(34)
(Problema 3,60l; Chang 10ed) Balancee la siguiente ecuación: (l) Cu
+ HNO3 → Cu(NO3)2
+ NO + H2O. Procedimiento.
(35)
(Problema 3,60m; Chang 10ed) Balancee la siguiente ecuación: (m) S +
HNO3 → H2SO4
+ NO2 + H2O. Respuesta.
(36)
(Problema 3,60n; Chang 10ed) Balancee la siguiente ecuación: (n) NH3
+ CuO → Cu + N2 + H2O.
Respuesta.
(37)
(Problema 3,73; Chang 10ed) Cada unidad de sulfato de cobre (II)
está asociada con cinco moléculas de agua en pentahidrato de sulfato de cobre
(II) cristalino (CuSO4∙5H2O).
Cuando este compuesto se calienta en aire por encima de 100°C, pierde las
moléculas de agua y también su color azul: CuSO4∙5H2O→CuSO4+5H2O.
Si quedan 9,60 g de CuSO4 después de calentar 15,01 g del compuesto
azul, calcule el número de moles de H2O originalmente presentes en
el compuesto. Respuesta.
(38)
(Problema 3,74; Chang 10ed) Durante muchos años, la recuperación de
oro, es decir, la separación de oro de otros materiales, implicó el uso de
cianuro de potasio: 4Au+8KCN+O2+2H2O→4KAu(CN)2+4KOH.
¿Cuál es la cantidad mínima de KCN en moles necesaria para extraer 29,0
g (aproximadamente una onza) de oro? Respuesta.
(39)
(Problema 3,75; Chang 10ed) La piedra caliza (CaCO3) se
descompone al calentarla cal viva (CaO) y dióxido de carbono. Calcule cuántos
gramos de cal viva se pueden producir a partir de 1,0 kg de piedra caliza. Respuesta.
(40)
(Problema 3,76; Chang 10ed) El óxido nitroso (N2O)
también se llama "gas hilarante". Se puede preparar por
descomposición térmica de nitrato de amonio (NH4NO3). El
otro producto es H2O. (a) Escriba una ecuación balanceada para esta
reacción. (b) ¿Cuántos gramos de N2O se forman si se usan 0,46 moles
de NH4NO3 en la reacción? Respuesta.
(41)
(Problema 3,77; Chang 10ed) El fertilizante sulfato de amonio [(NH4)2SO4]
se prepara mediante la reacción entre el amoníaco (NH3)
y el ácido sulfúrico:
2NH3(g)+H2SO4(aq)→(NH4)2SO4(aq)
(42)
(Problema 3,78; Chang 10ed) Una preparación común de laboratorio del
gas oxígeno es la descomposición térmica del clorato de potasio (KClO3).
Suponiendo una descomposición completa, calcule la cantidad de gramos de gas O2
que se pueden obtener de 46,0 g de KClO3. (Los productos son KCl y O2).
Respuesta.
(43)
(Problema 3,83; Chang 10ed) El óxido nítrico (NO) reacciona con el
gas oxígeno para formar dióxido de nitrógeno (NO2), un gas marrón
oscuro:
2NO+O2→2NO2
En un experimento, se mezclan 0,886 moles de NO con 0,503
moles de O2. Calcule cuál de los dos reactivos es el reactivo
limitante. Calcule también el número de moles de NO2 producido. Respuesta.
(44)
(Problema 3,84; Chang 10ed) El agotamiento del ozono (O3)
en la estratosfera ha sido motivo de gran preocupación entre los científicos en
los últimos años. Se cree que el ozono puede reaccionar con el óxido nítrico
(NO) que se descarga desde el avión a reacción de alta altitud, el SST. La
reacción es
O3+NO→O2+NO2
Si 0,740 g de O3 reaccionan con 0,670 g de NO,
¿cuántos gramos de NO2 se producirán? ¿Qué compuesto es el reactivo
limitante? Calcule la cantidad de moles del exceso de reactivo restante al
final de la reacción. Respuesta.
(45)
(Problema 3,85; Chang 10ed) El propano (C3H8)
es un componente del gas natural y se utiliza en la cocina y la calefacción
domésticas. (a) Equilibre la siguiente ecuación que representa la combustión de
propano en el aire:
C3H8+O2→CO2+H2O
(b) ¿Cuántos gramos de dióxido de carbono se pueden producir
al quemar 3,65 moles de propano? Suponga que el oxígeno es el reactivo en
exceso en esta reacción. Respuesta.
(46)
(Problema 3,86; Chang 10ed) Considere la reacción:
MnO2+4HCl→MnCl2+Cl2+2H2O
Si reaccionan 0,86 moles de MnO2 y 48,2 g de HCl,
¿qué reactivo se usará primero? ¿Cuántos gramos de Cl2 se
producirán? Respuesta.
(47)
(Problema 3,89; Chang 10ed) El fluoruro de hidrógeno se utiliza en
la fabricación de freones (que destruyen el ozono en la estratosfera) y en la
producción de aluminio y metal. Es preparado por la reacción:
CaF2+H2SO4→CaSO4+2HF
En un proceso, 6,00 kg de CaF2 se tratan con un
exceso de H2SO4 y producen 2,86 kg de HF. Calcule el
rendimiento porcentual de HF. Respuesta.
(48)
(Problema 3,90; Chang 10ed) La nitroglicerina (C3H5N3O9)
es un potente explosivo. Su descomposición puede estar representada por:
4C3H5N3O9→6N2+12CO2+10H2O+O2
Esta reacción genera una gran cantidad de calor y muchos productos
gaseosos. Es la formación repentina de estos gases, junto con su rápida
expansión, lo que produce la explosión. (a) ¿Cuál es la cantidad máxima de O2
en gramos que se puede obtener de 2,00×102 g de
nitroglicerina? (b) Calcule el porcentaje de rendimiento en esta reacción si se
encuentra que la cantidad de O2 generada es de 6,55 g. Respuesta.
(49)
(Problema 3,91; Chang 10ed) El óxido de titanio (IV) (TiO2)
es una sustancia blanca producida por la acción del ácido sulfúrico sobre el
mineral ilmenita (FeTiO3):
FeTiO3+H2SO4→TiO2+FeSO4+H2O
Sus propiedades opacas y no tóxicas lo hacen adecuado como
pigmento en plásticos y pinturas. En un proceso, 8,00×103 kg
de FeTiO3 produjeron 3,67×103 kg de TiO2.
¿Cuál es el rendimiento porcentual de la reacción? Respuesta.
(50)
(Problema 3,92; Chang 10ed) El etileno (C2H4),
un importante químico orgánico industrial, se puede preparar calentando hexano
(C6H14) a 800 C:
C6H14→C2H4+otros
productos
Si el rendimiento de la producción de etileno es del 42,5
por ciento, ¿qué masa de hexano se debe hacer reaccionar para producir 481 g de
etileno? Respuesta.
(51)
(Problema 3,93; Chang 10ed) Cuando se calienta, el litio reacciona
con nitrógeno para formar nitruro de litio: 6Li(s)+N2(g)→2Li3N(s).
¿Cuál es el rendimiento teórico de Li3N en gramos cuando se
calientan 12,3 g de Li con 33,6 g de N2? Si el rendimiento real de
Li3N es 5,89 g, ¿cuál es el rendimiento porcentual de la reacción? Respuesta.
(52)
(Problema 3,94; Chang 10ed) El dicloruro de disulfuro (S2Cl2)
se usa en la vulcanización del caucho, un proceso que evita el deslizamiento de
las moléculas de caucho una sobre la otra cuando se estira. Se prepara
calentando azufre en una atmósfera de cloro: S8(l)+4Cl2(g)→4S2Cl2(s).
¿Cuál es el rendimiento teórico de S2Cl2 en gramos
cuando se calientan 4,06 g de S8 con 6,24 g de Cl2? Si el
rendimiento real de S2Cl2 es de 6,55 g, ¿cuál es el
rendimiento porcentual? Respuesta.
(53)
(Problema 3,97; Chang 10ed) Industrialmente, el ácido nítrico es
producido por el proceso de Ostwald representado por las siguientes ecuaciones:
// 4NH3(g)+5O2(g)→4NO(g)+6H2O(l)
// 2NO(g)+6H2O(l)→2NO2(g) // 2NO2(g)+H2O(l)→HNO3(aq)+HNO3(aq)//
¿Qué masa de NH3 (en g) debe usarse para producir 1,00
tonelada de HNO3 mediante el procedimiento anterior, suponiendo un
rendimiento del 80 por ciento en cada paso? (1 tonelada = 2000 lb; 1 lb = 453,6
g.) Respuesta.
(54)
(Problema 4,77; Chang 10ed) Si se agregan 30,0 mL de CaCl2
0,150 M a 15,0 mL de AgNO3 0,100 M, ¿cuál es la masa en gramos de
precipitado de AgCl? Respuesta.
(55)
(Problema 4,78; Chang 10ed) Una muestra de 0,6760 g de un compuesto
desconocido que contiene iones de bario (Ba2+) se disuelve en agua y
se trata con un exceso de Na2SO4. Si la masa del
precipitado de BaSO4 formado es 0,4105 g, ¿cuál es el porcentaje en
masa de Ba en el compuesto original desconocido? Respuesta.
(56)
(Problema 4,79; Chang 10ed) ¿Cuántos gramos de NaCl se requieren
para precipitar la mayoría de los iones Ag+ de 2,50×102
ml de solución de AgNO3 0,0113 M? Escribe la ecuación iónica
neta para la reacción. Respuesta.
(57)
(Problema 4,80; Chang 10ed) La concentración de iones Cu(+) en el
agua (que también contiene iones sulfato) descargados de una determinada planta
industrial se determina mediante la adición de un exceso de solución de sulfuro
de sodio (Na2S) a 0,800 L del agua. La ecuación molecular es Na2S(aq)+CuSO4
(aq)→Na2SO4 (aq)+CuS(s). Escriba la ecuación
iónica neta y calcule la concentración molar de Cu(+) en la muestra de agua si
se forman 0.0177 g de CuS sólido. Respuesta.
(58)
(Problema 4,85; Chang 10ed) Se necesita una cantidad de 18,68 ml de
una solución de KOH para neutralizar 0,4218 g de KHP. ¿Cuál es la concentración
(en molaridad) de la solución de KOH? Respuesta.
(59)
(Problema 4,86; Chang 10ed) Calcule la concentración (en molaridad)
de una solución de NaOH si se necesitan 25,0 ml de la solución para neutralizar
17,4 ml de una solución de HCl 0,312 M. Respuesta.
(60)
(Problema 4,87; Chang 10ed) Calcule el volumen en ml de una solución
de NaOH 1,420 M requerida para valorar las siguientes soluciones:
(a) 25,00 ml de una solución de HCl 2,430 M
(b) 25,00 ml de una solución de H2SO4
4,500 M
(c) 25,00 ml de un H3PO4 1,500 M
(61)
(Problema 4,88; Chang 10ed) ¿Qué volumen de una solución de HCl
0,500 M se necesita para neutralizar cada uno de los siguientes:
(a) 10,0 mL de una solución de NaOH 0,300 M
(b) 10,0 mL de una solución de Ba (OH) 2 0,200 M
(62)
(Problema 4,91; Chang 10ed) El hierro (II) se puede oxidar con una
solución ácida de K2Cr2O7 de acuerdo con la
ecuación iónica neta:
Cr2O7(2-)+6Fe(2+)+14H(+)→2
Cr(3+)+6Fe(3+)+7H2O. Si se necesitan
26,0 ml de K2Cr2O7 0,0250 M para titularse
25,0 mL de una solución que contiene Fe(II), ¿cuál es la concentración molar de
Fe(II)?
(63)
(Problema 4,92; Chang 10ed) El SO2 presente en el aire es
el principal responsable del fenómeno de la lluvia ácida. Su concentración se
puede determinar titulando contra una solución de permanganato estándar de la
siguiente manera: 5SO2+2MnO4(-)+2H2O→5SO4(2-)+2Mn(2+)+4H(+).
Calcule la cantidad de gramos de SO2 en una muestra de aire
si se requieren 7,37 mL de solución de KMnO4 0,00800 M para la
titulación. Respuesta.
(64)
(Problema 4,93; Chang 10ed) Una muestra de mineral de hierro (que
contiene solo iones Fe(II)) con un peso de 0,2792 g se disolvió en solución de
ácido diluido, y todo el Fe (II) se convirtió en iones Fe (III). Cr2O7(2-)+6Fe(2+)+14H(+)→2Cr(3+)+6Fe(3+)+7H2O.
La solución requirió 23,30 ml de K2Cr2O7
0,0194 M para la valoración. Calcule el porcentaje en masa de hierro en el
mineral. Respuesta.
(65)
(Problema 4,94; Chang 10ed) La concentración de una solución de
peróxido de hidrógeno se puede determinar convenientemente mediante valoración
frente a una solución estandarizada de permanganato de potasio en un medio
ácido de acuerdo con la siguiente ecuación: 5H2O2+2MnO4(-)+6H(+)→5O2+2Mn(2+)+8H2O.
Si se requieren 36,44 ml de una solución de KMnO4 0,01652 M
para oxidar 25,00 ml de una solución de H2O2, calcule la
molaridad de la solución de H2O2. Respuesta.
(66)
(Problema 4,95; Chang 10ed) El ácido oxálico (H2C2O4)
está presente en muchas plantas y vegetales. Si se necesitan 24,0 ml de
solución de KMnO4 0,0100 M para valorar 1,00 g de una muestra de H2C2O4
hasta el punto de equivalencia, ¿cuál es el porcentaje en masa de H2C2O4
en la muestra? La ecuación iónica neta es 5C2O4(2-)+2MnO4(-)+16H(+)→10CO2+2Mn(2+)+8H2O.
Respuesta.
(67)
(Problema 4,96; Chang 10ed) Una muestra de 15,0 ml de una solución
de ácido oxálico requiere 25,2 ml de NaOH 0,149 M para neutralización. Calcule
el volumen de una solución de KMnO4 0,122 M necesaria para
reaccionar con una segunda muestra de 15,0 ml de la solución de ácido oxálico. 5C2O4(2-)+2MnO4(-)+16H(+)→10CO2+2Mn(2+)+8H2O.
Respuesta.
(68)
(Problema 4,97; Chang 10ed) El ion yodato, IO3(-)
oxida al ion sulfito SO3(2-), en solución ácida. La
media reacción para la oxidación es: SO3(2-)+H2O→SO4(2-)+2H(+)+2e(-)
Una muestra de solución de 100,0 mL que contiene 1,390 g de KIO3
reacciona con 32,5 mL de Na2SO3 0,500 M. ¿Cuál es el
estado de oxidación final del yodo después de que se haya producido la
reacción? Respuesta.
(69)
(Problema 4,98; Chang 10ed) El oxalato de calcio
(CaC2O4), el componente principal de los cálculos
renales, es insoluble en agua. Por esta razón, se puede usar para determinar la
cantidad de iones de Ca(2+) en los fluidos, como la sangre. El oxalato de
calcio aislado de la sangre se disuelve en ácido y se titula contra una
solución de KMnO4 estandarizada: 5C2O4(2-)+2MnO4(-)+16H(+)→10CO2+2Mn(2+)+8H2O.
En una prueba, se encuentra que el oxalato de calcio aislado de una muestra de
sangre de 10,0 mL requiere 24.2 mL de 9,56×10^(-4) M KMnO4 para la
titulación. Calcule la cantidad de miligramos de calcio por mililitro de
sangre. Respuesta.
(70)
(Problema 5,51; Chang 10ed) Considere la formación
de dióxido de nitrógeno a partir de óxido nítrico y oxígeno: 2NO+O2→2NO2
. Si 9,0 L de NO se hacen reaccionar con un exceso de O2 en STP,
¿cuál es el volumen en litros del NO2 producido? Respuesta.
(71)
(Problema 5,52; Chang 10ed) El metano, el componente principal del
gas natural, se usa para calentar y cocinar. El proceso de combustión es CH4+2O2→CO2+2H2O.
Si se hacen reaccionar 15,0 moles de CH4, ¿cuál es el volumen de CO2
(en litros) producido a 23.0 ° C y 0,985 atm? Respuesta.
(72)
(Problema 5,53; Chang 10ed) Cuando se quema el carbón, el azufre
presente en el carbón se convierte en dióxido de azufre (SO2), que
es responsable del fenómeno de la lluvia ácida. S(s)+O2(g)→SO2(g).
Si se hacen reaccionar 2,54 kg de S con oxígeno, calcule el volumen de
gas SO2 (en ml) formado a 30,5 ° C y 1,12 atm. Respuesta.
(73)
(Problema 5,54; Chang 10ed) En la fermentación alcohólica, la
levadura convierte la glucosa en etanol y dióxido de carbono: C6H12O6(s)→2C2H5OH(l)+2CO2(g).
Si se hacen reaccionar 5,97 g de glucosa y se recogen 1,44 l de gas CO2
a 293 K y 0,984 atm, ¿cuál es el rendimiento porcentual de la reacción? Respuesta.
(74)
(Problema 5,55; Chang 10ed) Se analizó un compuesto de P y F de la
siguiente manera: Calentar 0,2324 g del compuesto en un recipiente de 378 cm3
lo convirtió todo en gas, que tenía una presión de 97,3 mmHg a 77 ° C. Luego,
el gas se mezcló con una solución de cloruro de calcio, que convirtió todo el F
en 0.2631 g de CaF2. Determine la fórmula molecular del compuesto. Respuesta.
(75)
(Problema 5,56; Chang 10ed) Una cantidad de 0,225 g
de un metal M (masa molar 27.0 g / mol)
liberó 0,303 L de hidrógeno molecular (medido a 17 °C y 741 mmHg) de un exceso
de ácido clorhídrico. Deduzca de estos datos la ecuación correspondiente y
escriba fórmulas para el óxido y sulfato de M. Respuesta.
(76)
(Problema 5,57; Chang 10ed) ¿Cuál es la masa del NH4Cl
sólido formado cuando se mezclan 73,0 g de NH3 con una masa igual de
HCl? ¿Cuál es el volumen del gas restante, medido a 14,0 °C y 752 mmHg? ¿Qué
gas es? Respuesta.
(77)
(Problema 5,58; Chang 10ed) La disolución de 3,00 g
de una muestra impura de carbonato de calcio en ácido clorhídrico produjo 0,656
L de dióxido de carbono (medido a 20,0 ° C y 792 mmHg). Calcule el porcentaje
en masa de carbonato de calcio en la muestra. Indique cualquier suposición. Respuesta
(78)
(Problema 5,59; Chang 10ed) Calcule la masa en gramos de cloruro de
hidrógeno producido cuando 5.6 L de hidrógeno molecular medido a STP reaccionan
con un exceso de gas de cloro molecular. Respuesta.
(79)
(Problema 5,60; Chang 10ed) El etanol se quema en aire según la
siguiente ecuación: C2H5OH(l)+O2(g)→CO2(g)+H2O(l).
Equilibre la ecuación y determine el volumen de aire en litros a 35,0 °
C y 790 mmHg requeridos para quemar 227 g de etanol. Suponga que el aire tiene
un 21,0 por ciento de O2 en volumen. Respuesta.
(80)
(Problema 3.55a; Brown 14ed) El análisis de combustión de tolueno,
un disolvente orgánico común, proporciona 5,86 mg de CO2 y 1,37 mg
de H2O. Si el compuesto contiene solo carbono e hidrógeno, ¿cuál es
su fórmula empírica? R=C8H8. Procedimiento.
(81)
(Problema 3.55b; Brown 14ed) El mentol, la sustancia que podemos
oler en pastillas para la tos mentoladas, está compuesta de C, H y O. Una
muestra de 0,1005 g de mentol se quema, produciendo 0,2829 g de CO2
y 0,1159 g de H2O. ¿Cuál es la fórmula empírica para el mentol? Si
el mentol tiene una masa molar de 156 g/mol, ¿cuál es su fórmula molecular? R=
C10H20O para ambas fórmulas. Procedimiento.
Procedimiento
alternativo.
(82)
(Problema 3.56a; Brown 14ed) El olor característico de la piña se
debe al butirato de etilo, un compuesto que contiene carbono, hidrógeno y
oxígeno. La combustión de 2,78 mg de butirato de etilo produce 6,32 mg de CO2
y 2,58 mg de H2O. ¿Cuál es la fórmula empírica del compuesto?
R=C3H6O. Procedimiento.
(83)
(Problema 3.56b; Brown 14ed) La nicotina, un componente del tabaco,
está compuesta de C, H y N. Una muestra de nicotina de 5,250 mg fue quemada,
produciendo 14,242 mg de CO2 y 4,083 mg de H2O. ¿Cuál es
la fórmula empírica para la nicotina? Si la nicotina tiene una masa molar de
160 ±5 g/mol, ¿cuál es su fórmula molecular? R= C5H7N, C10H14N2.
Procedimiento.
(84)
(Problema 3.57; Brown 14ed) El ácido valproico, utilizado para
tratar las convulsiones y el trastorno bipolar, está compuesto de C, H y O. Una
muestra de 0.165 g se quema en un aparato como el que se muestra en la Figura
3.14. La ganancia en masa del absorbedor de H2O es 0.166 g, mientras
que la del absorbedor de CO2 es 0.403 g. ¿Cuál es la fórmula
empírica para el ácido valproico? Si la masa molar es 144 g/mol, ¿cuál es la
fórmula molecular? R= C4H8O C8H16O2.
Procedimiento.
(85)
(Problema 3.58; Brown 14ed) El ácido propenoico es un líquido
orgánico reactivo utilizado en la fabricación de plásticos, recubrimientos y
adhesivos. Se cree que un recipiente sin etiqueta contiene este ácido. Una
muestra de 0,2033 g se quema en un aparato como el que se muestra en la Figura
3.14. La ganancia en masa del absorbedor de H2O es de 0,102 g, mientras que la
del absorbedor de CO2 es de 0,374 g. ¿Cuál es la fórmula empírica del ácido
propenoico? R= C3H4O2. Procedimiento.
(86)
(Problema 3.59; Brown 14ed) El bicarbonato de sodio, un compuesto utilizado
para preparar agua dura para lavar la ropa, es un hidrato, lo que significa que
se incluye un cierto número de moléculas de agua en la estructura sólida. Su
fórmula se puede escribir como Na2CO3·xH2O, donde x es el número de moles de H2O
por mol de Na2CO3. Cuando una muestra de 2,558 g de
bicarbonato de sodio se calienta a 125 ° C, se pierde toda el agua de
hidratación, dejando 0,948 g de Na2CO3. ¿Cual es el valor
de x? R= 10. Procedimiento.
(87)
(Problema 3.60; Brown 14ed) Las sales de Epsom, un laxante fuerte
utilizado en medicina veterinaria, es un hidrato, lo que significa que se
incluye un cierto número de moléculas de agua en la estructura sólida. La
fórmula para las sales de Epsom se puede escribir como MgSO4·xH2O,
donde x indica el número de moles de H2O por mol de MgSO4.
Cuando se calientan 5,061 g de este hidrato a 250 °C, se pierde toda el agua de
hidratación, dejando 2,472 g de MgSO4. ¿Cuál es el valor de x? R= 7.
Procedimiento.
(88)
(Problemas 3,46; Chang 10ed) ¿Cuántos
gramos de azufre (S) se necesitan para reaccionar completamente con 246 g de
mercurio (Hg) para formar HgS?
(89)
(Problemas 3,47; Chang 10ed) Calcule
la masa en gramos de yodo (I2) que reaccionará completamente con 20.4 g de
aluminio (Al) para formar yoduro de aluminio (AlI3).
(90)
(Problema 3.61a; Brown 14ed) El ácido fluorhídrico, HF (aq), no
puede almacenarse en botellas de vidrio porque los compuestos llamados
silicatos en el vidrio son atacados por el HF (aq). El silicato de sodio Na2SiO3,
por ejemplo, reacciona de la siguiente manera: Na2SiO3(s)+8HF(aq)
→ H2SiF6(aq)+2NaF(aq)+3H2O(l)
¿Cuántos moles de HF se necesitan para reaccionar con 0,300 mol de Na2SiO3?
R= 2,40 mol. Procedimiento.
(91)
(Problema 3.61b; Brown 14ed) El ácido fluorhídrico, HF (aq), no
puede almacenarse en botellas de vidrio porque los compuestos llamados
silicatos en el vidrio son atacados por el HF (aq). El silicato de sodio Na2SiO3,
por ejemplo, reacciona de la siguiente manera: Na2SiO3(s)+8HF(aq)
→ H2SiF6(aq)+2NaF(aq)+3H2O(l)
¿Cuántos gramos de NaF se forman cuando 0,500 mol de HF reacciona con exceso de
Na2SiO3? R=5,25g. Procedimiento.
(92)
(Problema 3.61c; Brown 14ed) El ácido fluorhídrico, HF (aq), no
puede almacenarse en botellas de vidrio porque los compuestos llamados silicatos
en el vidrio son atacados por el HF (aq). El silicato de sodio Na2SiO3,
por ejemplo, reacciona de la siguiente manera: Na2SiO3(s)+8HF(aq)
→ H2SiF6(aq)+2NaF(aq)+3H2O(l)
¿Cuántos gramos de Na2SiO3 pueden reaccionar con 0,800 g
de HF? R=0,610 g. Procedimiento.
(93)
(Problema 3.62a; Brown 14ed) La reacción entre el superóxido de
potasio, KO2 y CO2:
4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2;
se utiliza como fuente de O2 y absorbente de CO2 en
equipos de respiración autónomos utilizados por rescatistas. ¿Cuántos moles de
O2 se producen cuando 0,400 mol de KO2 reaccionan de esta
manera? R= 0,300 mol. Procedimiento.
(94)
(Problema 3.62b; Brown 14ed) La reacción entre el superóxido de
potasio, KO2 y CO2: 4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2; se
utiliza como fuente de O2 y absorbente de CO2 en equipos
de respiración autónomos utilizados por rescatistas. ¿Cuántos gramos de KO2
se necesitan para formar 7,50 g de O2? R= 22,2 g. Procedimiento.
(95)
(Problema 3.62c; Brown 14ed) La reacción entre el superóxido de
potasio, KO2 y CO2:
4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2
; se utiliza como fuente de O2 y absorbente de CO2 en
equipos de respiración autónomos utilizados por rescatistas. ¿Cuántos gramos de
CO2 se usan cuando se producen 7,50 g de O2? R= 6,88 g. Procedimiento.
(96)
(Problema 3.63; Brown 14ed) Procedimiento.
Varias marcas de antiácidos usan Al(OH)3 para reaccionar con el
ácido del estómago, que contiene principalmente HCl:
Al(OH)3(s)+HCl(aq)→AlCl3(aq)+H2O(l)
a-
Balancea esta ecuación.
b-
Calcule la cantidad de gramos de HCl que pueden
reaccionar con 0.500 g de Al(OH)3.
c-
Calcule la cantidad de gramos de AlCl3
y la cantidad de gramos de H2O formados cuando reaccionan 0.500 g de
Al(OH)3.
d-
Muestre que sus cálculos en las partes (b) y (c)
son consistentes con la ley de conservación de la masa.
(97)
(Problema 3.64; Brown 14ed) Procedimeinto.
Una muestra de mineral de hierro contiene Fe2O3 junto con
otras sustancias. La reacción del mineral con CO produce hierro metal:
Fe2O3(s)+CO(g)→Fe(s)+CO2(g)
a.
Balancea esta ecuación.
b.
Calcule la cantidad de gramos de CO que pueden
reaccionar con 0,350 kg de Fe2O3.
c.
Calcule la cantidad de gramos de Fe y la
cantidad de gramos de CO2 formados cuando reaccionan 0,350 kg de Fe2O3.
d.
Muestre que sus cálculos en las partes (b) y (c)
son consistentes con la ley de conservación de la masa.
(98)
(Problema 3.65; Brown 14ed) El sulfuro de aluminio reacciona con el
agua para formar hidróxido de aluminio y sulfuro de hidrógeno. (a) Escriba la
ecuación química balanceada para esta reacción. (b) ¿Cuántos gramos de
hidróxido de aluminio se obtienen de 14,2 g de sulfuro de aluminio? R= Al2S3+6H2O→
2Al(OH)3+3H2S; 14,8 g. Procedimiento.
(99)
(Problema 3.66; Brown 14ed) El hidruro de calcio reacciona con el
agua para formar hidróxido de calcio e hidrógeno gaseoso. (a) Escriba una
ecuación química equilibrada para la reacción. (b) ¿Cuántos gramos de hidruro
de calcio se necesitan para formar 4.500 g de hidrógeno? R= CaH2+2H2O→Ca(OH)2+2H2;
47,25 g. Procedimiento.
(100)
(Problema 3.67; Brown 14ed) Procedimiento.
Las bolsas de aire automotrices se inflan cuando la azida de sodio, NaN3,
se descompone rápidamente en sus elementos componentes:
2NaN3(s)→2Na(s)+3N2(g).
a.
¿Cuántos moles de N2 se producen por
la descomposición de 1,50 mol de NaN3? R=2,25 mol
b.
¿Cuántos gramos de NaN3 se requieren
para formar 10,0 g de gas nitrógeno? R= 15,5 g
c.
¿Cuántos gramos de NaN3 se requieren
para producir 10,0 ft3 de nitrógeno gaseoso, aproximadamente del
tamaño de una bolsa de aire automotriz, si el gas tiene una densidad de 1,25 g/L?
R= 548 g
(101)
(Problema 3.68; Brown 14ed) Procedimiento.
La combustión completa de octano, C8H18, un componente de
la gasolina, se desarrolla de la siguiente manera:
2C8H18(l)+25O2→16CO2(g)+18H2O(g)
a.
¿Cuántos moles de O2 se necesitan
para quemar 1,50 mol de C8H18? R=18,8 mol.
b.
¿Cuántos gramos de O2 se necesitan
para quemar 10,0 g de C8H18? R=35,1 g
c.
El octano tiene una densidad de 0,692 g/mL a 20
°C. ¿Cuántos gramos de O2 se requieren para quemar 15,0 galones de C8H18
(la capacidad de un tanque de combustible promedio)? R=1,38×105g
d.
¿Cuántos gramos de CO2 se producen
cuando se combinan 15,0 galones de C8H18? R= 1,21×105g
(102)
(Problema 3.69; Brown 14ed) Se deja reaccionar un trozo de papel de
aluminio de 1,00 cm2 y 0,550 mm de espesor con bromo para formar
bromuro de aluminio. (a) ¿Cuántos moles de aluminio se usaron? (La densidad del
aluminio es 2.699 g/cm3.) (b) ¿Cuántos gramos de bromuro de aluminio
se forman, suponiendo que el aluminio reaccione por completo? R= 5,50×10-3mol;
1,47 g. Procedimiento.
(103)
(Problema 3.77; Brown 14ed) El hidróxido de sodio reacciona con
dióxido de carbono de la siguiente manera: 2NaOH(s)+CO2(g)→Na2CO3(s)+H2O(l). ¿Cuál
es el reactivo limitante cuando se deja reaccionar 1,85 moles de NaOH y 1,00
moles de CO2? ¿Cuántos moles de Na2CO3 se
pueden producir? ¿Cuántos moles del exceso de reactivo quedan después de la
finalización de la reacción? Procedimiento.
(104)
(Problema 3.78; Brown 14ed) El hidróxido de aluminio reacciona con
ácido sulfúrico de la siguiente manera: 2Al(OH)3(s)+3H2SO4(aq)
→ Al2(SO4)3(aq)
+6H2O(l). ¿Cuál es el reactivo limitante cuando 0,500 mol de Al(OH)3
y 0,500 mol de H2SO4 pueden reaccionar? ¿Cuántos moles de
Al2(SO4)3 se pueden formar en estas
condiciones? ¿Cuántos moles del exceso de reactivo quedan después de la
finalización de la reacción? Procedimiento.
(105)
(Problema 3.79; Brown 14ed) La efervescencia producida cuando una
tableta de Alka-Seltzer se disuelve en agua se debe a la reacción entre el
bicarbonato de sodio NaHCO3 y el ácido cítrico H3C6H5O7:
3NaHCO3(aq)+H3C6H5O7(aq)→3CO2(g)+3H2O(l)+Na3C6H5O7
(aq)
En cierto experimento, se deja reaccionar 1,00 g de
bicarbonato de sodio y 1,00 g de ácido cítrico. (a) ¿Cuál es el reactivo
limitante? (b) ¿Cuántos gramos de dióxido de carbono se forman? (c) ¿Cuántos
gramos del exceso de reactivo quedan después de que el reactivo limitante se
consume por completo? Procedimiento.
(106)
(Problema 3.80; Brown 14ed) Uno de los pasos en el proceso comercial
para convertir amoníaco en ácido nítrico es la conversión de NH3 en
NO: 4NH3(g)+5O2(l)→4NO(g)+6H2O(g).
En cierto experimento, 2,00 g de NH3 reaccionan con 2,50 g de O2.
(a) ¿Cuál es el reactivo limitante? (b) ¿Cuántos gramos de NO y H2O
se forman? (c) ¿Cuántos gramos del exceso de reactivo quedan después de que el
reactivo limitante se consume por completo? (d) Demuestre que sus cálculos en
las partes (b) y (c) son consistentes con la ley de conservación de la masa. Procedimiento.
(107)
(Problema 3.81; Brown 14ed) Las soluciones de carbonato de sodio y
nitrato de plata reaccionan para formar carbonato de plata sólido y una
solución de nitrato de sodio. Una solución que contiene 3,50 g de carbonato de
sodio se mezcla con una que contiene 5,00 g de nitrato de plata. ¿Cuántos
gramos de carbonato de sodio, nitrato de plata, carbonato de plata y nitrato de
sodio están presentes después de que se completa la reacción? Procedimiento.
(108)
(Problema 3.82; Brown 14ed) Las soluciones de ácido sulfúrico y
acetato de plomo (II) reaccionan para formar sulfato de plomo sólido (II) y una
solución de ácido acético. Si se mezclan 5,00 g de ácido sulfúrico y 5,00 g de
acetato de plomo (II), calcule la cantidad de gramos de ácido sulfúrico,
acetato de plomo (II), sulfato de plomo (II) y ácido acético presentes en la
mezcla después de que la reacción haya finalizado. completar. Procedimiento.
(109)
(Problema 3.83; Brown 14ed) Cuando el benceno C6H6
reacciona con el bromo Br2, se obtiene bromobenceno C6H5Br:
C6H6+Br2→ C6H5Br+HBr.
(a) Cuando 30,0 g de benceno reaccionan con 65,0 g de bromo, ¿cuál es el rendimiento
teórico de bromobenceno? (b) Si el rendimiento real de bromobenceno es 42,3 g,
¿cuál es el rendimiento porcentual? Procedimiento.
(110)
(Problema 3.84; Brown 14ed) Cuando el etano C2H6
reacciona con el cloro Cl2, el producto principal es C2H5Cl,
pero otros productos que contienen Cl, como C2H4Cl2,
también se obtienen en pequeñas cantidades. La formación de estos otros productos
reduce el rendimiento de C2H5Cl. (a) Calcule el
rendimiento teórico de C2H5Cl cuando 125 g de C2H6
reaccionan con 255 g de Cl2, suponiendo que C2H6
y Cl2 reaccionen solo para formar C2H2Cl y
HCl. (b) Calcule el porcentaje de rendimiento de C2H5Cl
si la reacción produce 206 g de C2H5Cl. Procedimiento.
(111)
(Problema 3.85; Brown 14ed) El sulfuro de hidrógeno es una impureza
en el gas natural que debe eliminarse. Un método de eliminación común se llama
proceso Claus, que se basa en la reacción: 8H2S(g)+4O2(g)→S8(l)+8H2O(g). En condiciones
óptimas, el proceso Claus proporciona un rendimiento del 98% de S8 a partir de
H2S. Si comenzara con 30,0 gramos de H2S y 50.0 gramos de
O2, ¿cuántos gramos de S8 se producirían, suponiendo un
rendimiento del 98%? Procedimiento.
(112)
(Problema 3.86; Brown 14ed) Cuando el gas sulfuro de hidrógeno se
burbujea en una solución de hidróxido de sodio, la reacción forma sulfuro de
sodio y agua. ¿Cuántos gramos de sulfuro de sodio se forman si se burbujean 1,25
g de sulfuro de hidrógeno en una solución que contiene 2,00 g de hidróxido de
sodio, suponiendo que el sulfuro de sodio se obtiene con un rendimiento del 92,0%?
Procedimiento.
(113)
(Problema 4.79; Brown 14ed) Desea analizar una solución de nitrato
de plata. (a) Podría agregar HCl (aq) a la solución para precipitar AgCl(s).
¿Qué volumen de una solución de HCl (ac) 0,150 M se necesita para precipitar
los iones de plata de 15,0 mL de una solución de AgNO3 0,200 M? (b)
Podría agregar KCl sólido a la solución para precipitar AgCl (s). ¿Qué masa de
KCl se necesita para precipitar los iones de plata de 15,0 mL de solución de
AgNO3 0,200 M? (c) Dado que una solución de 0,150 M HCl (aq) cuesta
$ 39,95 por 500 mL, y que KCl cuesta $ 10 / tonelada, ¿qué procedimiento de
análisis es más rentable? Procedimiento.
(114)
(Problema 4.80; Brown 14ed) Desea analizar una solución de nitrato
de cadmio. ¿Qué masa de NaOH se necesita para precipitar los iones Cd2+
de 35,0 mL de 0,500 M Cd(NO3)2? Procedimiento.
(115)
(Problema 4.81a; Brown 14ed) ¿Qué volumen de solución de HClO4
0,115 M se necesita para neutralizar 50,00 mL de NaOH 0,0875 M? Procedimiento.
(116)
(Problema 4.81b; Brown 14ed) ¿Qué volumen de HCl 0,128 M se necesita
para neutralizar 2,87 g de Mg(OH)2? Procedimiento.
(117)
(Problema 4.81c; Brown 14ed) Si se necesitan 25,8 ml de una solución
de AgNO3 para precipitar todos los iones Cl en una muestra de 785 mg
de KCl (formando AgCl), ¿cuál es la molaridad de la solución de AgNO3?
Procedimiento.
(118)
(Problema 4.81d; Brown 14ed) Si se necesitan 45,3 ml de una solución
de HCl 0,108 M para neutralizar una solución de KOH, ¿cuántos gramos de KOH
deben estar presentes en la solución? Procedimiento.
(119)
(Problema 4.82a; Brown 14ed) ¿Cuántos mililitros de HCl 0,120 M son
necesarios para neutralizar completamente 50,0 mL de solución de Ba(OH)2
0,101 M? Procedimiento.
(120)
(Problema 4.82b; Brown 14ed) ¿Cuántos mililitros de 0,125 M H2SO4
se necesitan para neutralizar 0,200 g de NaOH? Procedimiento. Procedimiento.
(121)
(Problema 4.82c; Brown 13ed) Si se necesitan 55,8 mL de una solución
de BaCl2 para precipitar todo el ion sulfato en una muestra de 752
mg de Na2SO4, ¿cuál es la molaridad de la solución de
BaCl2? Procedimiento.
(122)
(Problema 4.82d; Brown 13ed) Si se necesitan 42,7 ml de solución de
HCl 0,208 M para neutralizar una solución de Ca(OH)2, ¿cuántos
gramos de Ca(OH)2 debe haber en la solución? Procedimiento.
(123)
(Problema 4.83; Brown 13ed) Algo de ácido sulfúrico se derrama en un banco de
laboratorio. Puede neutralizar el ácido rociando bicarbonato de sodio y luego
trapeando la solución resultante. El bicarbonato de sodio reacciona con ácido
sulfúrico de acuerdo con:
2NaHCO3(s)+H2SO4(aq)→Na2SO4(aq)+2H2O+2CO2(g)
Se agrega bicarbonato de sodio hasta que se detiene el
burbujeo debido a la formación de CO2(g). Si se vertieron 27 ml de H2SO4
6,0 M, ¿cuál es la masa mínima de NaHCO3 que se debe agregar al
derrame para neutralizar el ácido? Procedimiento.
(124)
(Problema 4.84; Brown 13ed) El olor distintivo del vinagre se debe al ácido
acético, CH3COOH, que reacciona con el hidróxido de sodio de acuerdo
con:
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)→H2O(l)+CH3COONa(aq)
Si 3,45 ml de vinagre necesita 42,5 ml de NaOH 0,115 M para
alcanzar el punto de equivalencia en una valoración, ¿cuántos gramos de ácido
acético hay en una muestra de 1,00 qt de este vinagre? Procedimiento.
(125)
(Problema 4.85; Brown 13ed) Una muestra de 4,36 g de un hidróxido de metal
alcalino desconocido se disuelve en 100,0 ml de agua. Se agrega un indicador
ácido-base y la solución resultante se titula con solución de HCl 2.50 M (ac.).
El indicador cambia de color, lo que indica que se ha alcanzado el punto de
equivalencia después de haber agregado 17,0 ml de la solución de ácido
clorhídrico. (a) ¿Cuál es la masa molar del hidróxido metálico? (b) ¿Cuál es la
identidad del catión de metal alcalino: Li+, Na+, K+,
Rb+ o Cs+? Procedimiento.
(126)
(Problema 4.86; Brown 13ed) Una muestra de 8,65 g de un hidróxido metálico del
grupo 2A desconocido se disuelve en 85,0 ml de agua. Se agrega un indicador
ácido-base y la solución resultante se titula con solución de HCl 2,50 M (ac.).
El indicador cambia de color, lo que indica que se ha alcanzado el punto de
equivalencia después de agregar 56,9 ml de la solución de ácido clorhídrico.
(a) ¿Cuál es la masa molar del hidróxido metálico? (b) ¿Cuál es la identidad
del catión metálico: Ca2+, Sr2+, Ba2+? Procedimiento.
(127)
(Problema 4.87abc; Brown 13ed) Una solución de 100,0 mL de KOH 0,200 M se
mezcla con una solución de 200,0 mL de NiSO4 0,150 M. (a) Escriba la
ecuación química balanceada para la reacción que ocurre. (b) ¿Qué precipitado
se forma? (c) ¿Cuál es el reactivo limitante? Procedimiento.
(128)
(Problema 4.87d; Brown 13ed) Una solución de 100,0 mL de KOH 0,200 M se mezcla
con una solución de 200,0 mL de NiSO4 0,150 M. ¿Cuántos gramos de
este precipitado se forman? (en el punto
c se identificó que KOH era el reactivo limitante). Procedimiento.
(129)
(Problema 4.87e; Brown 13ed) Una solución de 100,0 mL de KOH 0,200 M se mezcla
con una solución de 200,0 mL de NiSO4 0,150 M. ¿Cuál es la
concentración de cada ion que permanece en solución? En el punto
c se determinó que el valor de Rl es -1/50, siendo KOH el reactivo
limitante. Procedimiento.
(130)
(Problema 4.88; Brown 13ed) Se prepara una solución mezclando 15,0 g de Sr(OH)2
y 55,0 mL de HNO3 0,200 M. (a) Escriba una ecuación balanceada para
la reacción que ocurre entre los solutos. (b) Calcule la concentración de cada
ion que queda en la solución. (c) ¿La solución resultante es ácida o básica? Procedimiento.
(131)
(Problema 4.89; Brown 13ed) Una muestra de 0,5895 g de hidróxido de magnesio
impuro se disuelve en 100,0 ml de solución de HCl 0,2050 M. El exceso de ácido
necesita 19,85 ml de NaOH 0,1020 M para neutralización. Calcule el porcentaje
en masa de hidróxido de magnesio en la muestra, suponiendo que es la única
sustancia que reacciona con la solución de HCl. Procedimiento.
(132)
(Problema 4.90; Brown 13ed) Una muestra de 1,248 g de roca caliza se pulveriza
y luego se trata con 30,00 mL de solución de HCl 1,035 M. El exceso de ácido
requiere 11,56 mL de NaOH 1,010 M para neutralización. Calcule el porcentaje en
masa de carbonato de calcio en la roca, suponiendo que es la única sustancia
que reacciona con la solución de HCl. Procedimiento.
(133)
(Problema 3.70; Brown 14ed) La detonación de nitroglicerina se
realiza de la siguiente manera: 4C3H5N3O9→12CO2(g)+6N2(g)+O2(g)+10H2O(g)
(a) Si se detona una muestra que contiene 2,00 mL de nitroglicerina de densidad
= 1,592 g/mL, ¿cuántos moles totales de gas se producen? (b) Si cada mol de gas
ocupa 55 L bajo las condiciones de la explosión, ¿cuántos litros de gas se
producen? (c) ¿Cuántos gramos de N2 se producen en la detonación? R=
0,102 mol; 5,59 L; 0,589 g. Procedimiento.
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