Ejemplos de la guía
6.1) Considere la combustión de monóxido de carbono (CO) en
gas oxígeno.
Comenzando con 3,60 moles de CO, calcule
la cantidad de moles de
producidos si hay suficiente gas oxígeno para
reaccionar con todo el CO. (Video)
(6.2) Cuando el cianuro de potasio (KCN)
reacciona con los ácidos, se emite un gas venenoso mortal, el cianuro de
hidrógeno (HCN). Aquí está la ecuación:
Si una muestra de 0,140 g de KCN se trata
con un exceso de HCl, calcule la cantidad de HCN formada, en gramos. (Video)
(6.3) La fermentación es un proceso químico
complejo de elaboración del vino en el que la glucosa se convierte en etanol y
dióxido de carbono:
Comenzando con 500,4 g de glucosa, ¿cuál
es la cantidad máxima de etanol en gramos y en litros que se puede obtener
mediante este proceso? (Densidad de etanol 0,789 g/ml) (Video)
(6.4) El óxido nítrico (NO) reacciona con el
gas oxígeno para formar dióxido de nitrógeno (NO2), un gas marrón
oscuro:
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. (Video)
(6.5) 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 del avión a reacción de alta altitud, el SST. La reacción es
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 el número de moles del exceso de reactivo restante
al final de la reacción. (Video)
(6.6) El fluoruro de hidrógeno se usa en la
fabricación de freones (que destruyen el ozono en la estratosfera) y en la
producción de aluminio metálico. Es preparado por la reacción.
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. (Video)
Otros ejemplos a quien le interese.
(1)
(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 (
). Cuando este compuesto se calienta en aire por
encima de 100°C, pierde las moléculas de agua y también su color azul:
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.
(2)
(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:
¿Cuál es la cantidad mínima de KCN en moles necesaria para
extraer 29,0 g (aproximadamente una onza) de oro? Respuesta.
(3)
(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.
(4)
(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.
(5)
(Problema 3,77; Chang 10ed) El fertilizante sulfato de amonio [
] se prepara mediante la reacción entre el amoníaco
(
) y el ácido sulfúrico:
(6)
(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.
(7)
(Problema 3,83; Chang 10ed) El óxido nítrico (NO) reacciona con el
gas oxígeno para formar dióxido de nitrógeno (NO2), un gas marrón
oscuro:
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.
(8)
(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
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.
(9)
(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:
(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.
(10)
(Problema 3,86; Chang 10ed) Considere la reacción:
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.
(11)
(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:
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.
(12)
(Problema 3,90; Chang 10ed) La nitroglicerina (C3H5N3O9)
es un potente explosivo. Su descomposición puede estar representada por:
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
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.
(13)
(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):
Sus propiedades opacas y no tóxicas lo hacen adecuado como
pigmento en plásticos y pinturas. En un proceso,
kg de FeTiO3 produjeron
kg de TiO2. ¿Cuál es el rendimiento porcentual de la
reacción? Respuesta.
(14)
(Problema 3,92; Chang 10ed) El etileno (C2H4),
un importante químico orgánico industrial, se puede preparar calentando hexano
(C6H14) a 800 C:
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.
(15)
(Problema 3,93; Chang 10ed) Cuando se calienta, el litio reacciona
con nitrógeno para formar nitruro de litio:
¿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.
(16)
(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:
¿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.
(17)
(Problema 3,97; Chang 10ed) Industrialmente, el ácido nítrico es
producido por el proceso de Ostwald representado por las siguientes ecuaciones:
¿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.
