LEY DE LOS GASES Y SU ESTEQUIOMETRIA MISCELANEA DE EJERCICIOS 1. Un horno de cal utiliza como materia prima una piedra caliza CaCO3 con un 15 % de impurezas. Calcular: a. Los metros cúbicos de CO2 que se desprenden medidos a 740 mm Hg y a 17°C por cada una tonelada de piedra que se utiliza b. La masa de cal viva CaO que se obtendrá 2. EI dióxido de manganeso reacciona con el ácido clorhídrico para dar cloruro de manganeso (II), agua y cloro molecular. Si queremos obtener 100 L de cloro, medidos a 24°C Y 740 mmHg de Hg de presi6n, calcula: a) Los gramos de dióxido de manganeso y el volumen de un ácido clorhídrico comercial del 30% 30% de riqueza y 1,15 1,15 g/mL g/mL de densidad que se necesitan 3. En un recipiente vacío de 10 L de capacidad se introducen 1,8 g. de agua y 8,6 g. de hexano y se calienta a 227ºC, con lo que las dos sustancias se vaporizan. Suponiendo un comportamiento ideal, calcula la presión total en el interior del recipiente a esa temperatura. 4. El amoníaco se puede obtener calentando cloruro amónico con hidróxido de sodio. Calcula cuántos gramos de una muestra de cloruro de amonio que tiene un 88% de riqueza, se necesitan para obtener 3 litros de amoníaco medidos a 25ºC y 1 atm. 5. La obtención del bismuto metal puede hacerse en dos pasos: El mineral sulfuro de bismuto(III) se somete a tostación en corriente de aire, con lo que se obtienen el óxido del metal y dióxido de azufre. Seguidamente, el óxido de bismuto(III) obtenido se reduce a bismuto metal con carbón, desprendiéndose monóxido de carbono, calcula: Suponiendo un rendimiento del 100%, calcula los Kg de mineral se necesitará para obtener 1 Kg de metal, sabiendo que el mineral contiene un 30% de impurezas. ¿Cuántos litros de gases (a P=1 atm y 273ºK), que pueden producir lluvia ácida se emitirán al ambiente en el caso anterior? 6. Queremos obtener 8 litros de hidrógeno (medidos en C.N.) haciendo reaccionar hierro metálico con agua para producir trióxido de dihierro e hidrógeno molecular. Calcula la masa de hierro necesaria. (Resultado: 13.28 g) 7. Se queman 4 litros de butano (medidos en CN), con oxígeno produciéndose dióxido de carbono y agua. Calcular el volumen
en C.N. y la masa de dióxido de carbono que se desprenderá. (Resultado:16 l y 31.5 g) 8. Queremos obtener 35 g de triyoduro de hierro. Para ello, haremos reaccionar trioxocarbonato(IV) de hierro (III) con yoduro de hidrógeno, obteniendo triyoduro de hierro, dióxido de carbono y agua. Calcula: a. La masa de yoduro de hidrógeno y trioxocarbonato(IV) de hierro (III) que se necesita para que la reacción sea completa. (Resultado: 11.69 g de Fe2(CO3 )3 y 30.70 g de HI) b. El volumen de CO2 que se desprenderá, medido en C.N. (Resultado: 2.69 litros) 9. Cuando el mármol (trioxocarbonato (IV) de calcio) reacciona con el ácido clorhídrico (cloruro de hidrógeno) se obtiene cloruro de calcio, agua y dióxido de carbono. Si se hacen reaccionar 20 g de mármol con una cantidad suficiente de ácido, calcula: a. La masa de cloruro de calcio que se forma. (Resultado: m=22.2 g ) b. El volumen en C.N. de dióxido de carbono que se desprende.(Resultado = 4.48 litros) 10. Introducimos en un matraz 30 gramos de aluminio del 95% en masa de pureza y se añaden 100 ml de ácido clorhídrico comercial de densidad 1,170 g/ml y del 35% de pureza en masa. El aluminio reacciona con el cloruro de hidrógeno para formar tricloruro de aluminio e hidrógeno gaseoso. a. Calcula la masa de aluminio que reacciona. (Resultado: 10,07 g Al) b. Demuestra cuál es el reactivo limitante. (Resultado: HCl) c. Calcula el volumen de hidrógeno que se formará medido a 25ºC y 740 mmHg. (Resultado: 14,05 litros H2) d. Calcula la masa de tricloruro de aluminio que se obtiene. (Resultado: 49,80 g de AlCl3) 11. En la reacción de hierro metálico con vapor de agua se produce óxido ferroso-férrico (Fe3O4) e hidrógeno molecular. a. Formule y ajuste la reacción química que tiene lugar. b. Calcule el volumen de hidrógeno gaseoso medido a 127ºC y 5 atm. que se obtiene por reacción de 558 g de hierro metálico. c. ¿Cuántos gramos de óxido ferroso-férrico se obtendrán a partir de 3 moles de hierro? d. ¿Cuántos litros de vapor de agua a 10 atm. y 127ºC se precisan para reaccionar con los 3 moles de hierro?
(Sol.: b) 87,5 L; c) 231,4 g, d) 13,12 L)
12. Calcula que volumen de H2 gas, medido a 22ºC y 9,89·104Pa, se obtiene tratando 114,0 g de aluminio con exceso de ácido clorhídrico, si el rendimiento previsto para la reacción es del 85%
13. El clorato de potasio se descompone por el calor en cloruro de potasio y oxígeno molecular. Calcule el volumen de oxígeno medido a 125ºC y 1 atm que puede obtenerse por descomposición de 148 g de una muestra que contiene el 87% en peso de clorato de potasio? ¿Cuantas moléculas de oxígeno se formarán?
14. El óxido nitroso (N20) es un gas que se puede obtener por descomposición térmica del nitrato amónico. a) Escriba la ecuación de la reacción. b) Al realizar dicha descomposición se obtienen 0,320 L del gas a 690 mm Hg y 12,5ºC. Si el gas pesa 0,540 g, calcule el valor de la constante de los gases.
15. En un cilindro de 15 dm3 de capacidad hay SO3 a 20ºC y 3,5 at de presión. Calcular: a) la masa, expresada en gramos, que hay en el cilindro. B) el número de moléculas de SO3 que hay en esa masa. C) la masa de agua necesaria para que reaccione con el SO3 d) la masa de sulfúrico que se forma. Rta: a) 174,7 g b) 1,31 x 10 24 moléculas c) 39,3 g d) 214 g
16. 150 g de Na2CO3 reaccionan con cantidad suficiente de ác. HNO3. a) ¿Cuál es el volumen de CO2 obtenido en CN? Y b) Cuál es el volumen de CO2 obtenido si se lo envasa a 27ºC y 1520 mm Hg? Rta: a) 31,7 litros b) 17,4 litros 17. El hidrógeno se puede obtener en el laboratorio haciendo reaccionar el hidruro de calcio con agua. Se obtiene, además, hidróxido de calcio. Determine el volumen de hidrógeno obtenido, a 1,20 atm y 25,0ºC, al
hacer reaccionar 250 g de hidruro de calcio con exceso de agua, si el rendimiento de la reacción es de 85,0 %. 18. La reacción de solubilidad del carbonato mediante el ácido clorhídrico es la siguiente: Carbonato cálcico + ácido clorhídrico cloruro cálcico + dióxido de carbono + agua Calcule qué volumen de dióxido de carbono medido a 20 ºC y 700 mm de Hg de presión se desprenderá en la reacción, si queremos disolver 1000 mg de carbonato cálcico. ↔
19.
Teniendo la siguiente reacción: KMnO4 + H2O2 + H2SO4 O2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O ¿Qué volumen de oxígeno medido a 1520 mm de Hg y 125 ºC se obtiene a partir de 100 g del permanganato potásico? →
20. Qué volumen de oxígeno medido a 25 ºC y 740 mm de Hg se necesita para quemar 7 litros de propano (C3H8) a la misma temperatura? 21. ¿Qué volumen de oxígeno a 20ºC y 750 mm de Hg se necesita para quemar 3 litros de propano a la misma temperatura? Y ¿Qué volumen de aire (21% de oxígeno en volumen) se necesitará en las mismas condiciones? Los productos de combustión son dióxido de carbono y agua líquida.
