QUÍMICA BACHILLERATO PROBLEMAS CÁLCULO QUÍMICO
MOLES/MOLÉCULAS/ÁTOMOS 1.
Una muestra de Ca(NO 3)2 tiene una masa de 41 g. Determina: a) Los moles de nitrato de calcio que hay en e n esa cantidad de sustancia. b) Loa átomos de oxígeno. c) Los moles de nitrógeno. d) Los gramos de calcio. e) Los gramos de nitrato de calcio que se necesitan n ecesitan para tener 5 g de N. f) La masa, en gramos, del equivalente a una molécula de nitrato de calcio.
2.
Calcula los gramos de hierro que debe tener una muestra si contiene un millón de átomos de ese elemento. ¿Y si lo que contiene son átomos de helio?
3.
Si tenemos 35 g de Ba(OH)2, determina: a) Los moles de hidróxido de bario. b) Los átomos de oxígeno. c) Los moles de hidrógeno. d) Los gramos de bario. e) Los gramos de hidróxido de bario que se necesitan para tener 5 g de oxígeno.
FÓRMULA EMPÍRICA Y MOLECULAR 1.
Al quemar 2.34 g de un hidruro gaseoso se forman 7.92 g de dióxido de carbono y 1.62 g de vapor de agua. A 85º C y 700 mm Hg de presión la densidad del hidrocarburo es 1.63 g∙L-1. Determina la fórmula molecular del hidrocarburo.
2.
La combustión completa de 2 g de cierto hidrocarburo produjo 6.286g de dióxido de carbono y 2.571 g de vapor de agua. Sabiendo que esos 2 g, en estado de vapor, v apor, ocupan 919.5 mL a 20ºC y 710mm 7 10mm Hg, determina su fórmula molecular.
3.
Un compuesto orgánico contiene C, H y O. Por combustión completa de 0.2 19 g del mismo se obtienen 0.535 g de dióxido de carbono y 0.219 g de vapor de agua. En estado gaseoso 2.43 g de este compuesto ocupan un volumen de 1.09 L a 120ºC y a 1 atm de presión. Determina la fórmula molecular del compuesto.
4.
Un compuesto orgánico está formado únicamente por carbono, hidrógeno y azufre. a) Determina la composición centesimal y la fórmula empírica, si cuando se queman 3.00 g del mismo se obtienen 6.00 g de dióxido de carbono y 2.46 g de agua. b) Establece su fórmula molecular, si cuando se vaporizan 1.50 g de dicho -1
compuesto, la densidad del compuesto es 1.327 g∙L , medidos a 120ºC y 0.485 atm. 1
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5.
(4 pág 328) Un aminoácido contiene carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. En un experimento, la combustión completa de 2.175 g de ese aminoácido produjo 3.94 g de CO 2 y 1.89 g de H2O. En otro experimento distinto, de 1.873 g del aminoácido se obtuvieron 0.436 g de amoniaco. Calcula: a) La fórmula empírica de aminoácido b) Si la masa molecular es aproximadamente de 145 u, ¿cuál es su fórmula molecular?
6.
(5 pág 328) Un compuesto orgánico, con masa 164 g/mol, está formado por carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. Cuando se quemaron 5.00 g del compuesto, se obtuvieron 7.86 g de CO2 y
1.07 g de H2O; el nitrógeno
desprendido, recogido sobre agua a 1030 mmHg y 40
o
3
C ocupaba 1200 cm .
Determina la fórmula molecular del compuesto. (Dato: presión de vapor de agua a o
40 C = 55 mmHg)
DISOLUCIONES 1.
¿Qué masa de CuSO 4 ∙ 5 H 2O se debe disolver para la preparación de 2 litros de una disolución 0.40M? 199.6g
2.
La densidad de una disolución de HCl (aq) concentrado del 37% en masa es de 1.186 g/mL. ¿Qué volumen de esta disolución se necesita para preparar 500 3 cm de una disolución 1.2M? 50 mL
3.
El ácido nítrico concentrado contiene un 65% en masa y su concentración es 14.0 M. Determina la densidad de la disolución de ácido concentrado (suponer -1 VD = 1L) 1.36 g. mL
4.
Se introduce en un recipiente 150 mL de H 2SO4 de concentración 93% y de densidad 1.84 g/mL. Seguidamente se añade agua hasta completar 500 mL de disolución. Calcula la molaridad de la disolución resultante. 5.24 M
5.
Calcula la molaridad de un vinagre que contiene un 5% de ácido acético (CH3COOH), siendo su densidad 1.005 g/mL 0.84 M
6.
Calcula el volumen de agua que se ha de añadir a 500 mL de una disolución de hidróxido de sodio 0.82 M para que resulte 0.50 M. Se pueden considerar los volúmenes aditivos. 320 mL
7.
En 35 g de agua se disuelven 5 g de cloruro de hidrógeno. La densidad de la disolución es 1.06 g/mL. Hallar la molaridad de la disolución. 3.6 M
8.
Se mezclan 150 mL de ácido sulfúrico del 30% y de densidad 1,34 g/mL, con 850 mL de otro ácido sulfúrico del 93% y de densidad 1.86 g/mL. Cuál es la molaridad de la disolución resultante. 15.60 M
9. a)
¿Cuántos cc de disolución de HCl del 30% de riqueza y d = 1.25 g/cc hacen falta para preparar 4.5 litros de disolución 0.1M de dicho ácido?
43.74cc 2
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b)
Una vez preparada la disolución, se toman 150 cc de la misma y se diluyen hasta 2 litros, calcula la nueva molaridad. 0.0075M
10.Se mezclan 200 cc de HCl 0.3M con 300 cc de HNO 3 2M. Calcular la molaridad +
-
-
de iones H , Cl y NO3 de la disolución resultante.
(H+ ) = 1.32 M; (Cl-) = 00.12 M; (NO3-) = 1.2 M
MEZCLAS DE GASES 1.
Una mezcla de dos gases constituida por 4 g de metano y 6 g de etano ocupa 21.75 L. Calcula: a) La temperatura de la mezcla, si la presión total es 0.50 atm. b) La presión parcial de cada gas.
2.
-1
Al medir la densidad de un gas en condiciones normales obtenemos 1.95 g.L . Indica si se trata de monóxido de dinitrógeno o dióxido de nitrógeno.
3.
En un recipiente de 3 L hay gas Neón a 50ºC y 800 mm Hg. En otro recipiente de 2L tenemos gas hidrógeno a 25ºC y 600 mm Hg. Se abre la llave de comunicación entre ambos recipientes y se hace que el conjunto permanezca a 40ºC, calcula:
a) La presión de la mezcla de gases y la presión que ejerce cada uno. b) La composición de la mezcla expresada como porcentaje en masa.
4.
Una mezcla de gases contiene 1 g de gas Helio, 2 g de gas Hidrógeno y 10 g de dióxido de carbono. ¿Cuál es la presión de cada gas si la presión total es de 600 mm Hg? Determina la composición de la mezcla como porcentaje en masa.
ESTEQUIOMETRÍA 1.
2.
El carbonato de bario se emplea como veneno para ratas. Calcula los gramos de carbonato de -1 bario que reaccionarán con 0.500 L de una disolución 0.60 mol∙L de ácido clorhídrico. La reacción que tiene lugar es: BaCO3(s) + 2 HCl(aq) → BaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l) 30 g El hipoclorito de sodio reacciona con el amoníaco, o con la urea, formando tóxicos llamados cloraminas. De hecho, el olor asociado al cloro en las piscinas se debe, realmente, a cloraminas. La monocloramina, NH2Cl, puede formarse según: NaClO (aq) + NH3 (aq) → NaOH (aq) + NH2Cl (aq)
Debido a esta reacción, es peligroso mezclar lejía (una disolución acuosa de NaClO) con limpiadores que contengan amoníaco. Calcula los gramos de monocloramina que se forman cuando se mezclan -1 32 mL de una disolución 0.67 mol∙L de hipoclorito con un exceso de amoníaco. 1.1 g
3.
(29 pág 254) El ácido sulfúrico reacciona con cobre para dar sulfato de cobre (II), dióxido de azufre y agua. a) Ajusta, por el método de ión electrón, la reacción molecular.
3
QUÍMICA BACHILLERATO PROBLEMAS CÁLCULO QUÍMICO b) ¿Qué masa de sulfato de cobre (II) se puede preparar por la acción de 8 mL de ácido sulfúrico del 96 % de riqueza en masa y densidad 1.84 g/mL sobre cobre en exceso.
1,2,1,1,2; 11.48 g
4.
Se ha detectado presencia de cianógeno, (CN) 2, en la atmósfera de Titán, la luna más grande de Saturno, y en los gases de las nebulosas interestelares. En la Tierra se usa como fumigante. Su reacción con el flúor produce tetrafluoruro de carbono y trifluoruro de nitrógeno: (CN)2(g) + 7 F2 (g) → 2 CF4 (g) + 2 NF3 (g)
a) ¿Qué masa de tetrafluoruro se forma cuando se mezclan 80.0 g de cada uno de los reactivos? ¿Cuál es el reactivo limitante? 52.9 g
5.
El cloruro de aluminio es un reactivo muy utilizado en la industria. Se obtiene tratando limaduras de aluminio con cloro, según la ecuación: 2 Al(s) + 3Cl2(g) → 2 AlCl3(s)
Si se parte de 2.70 g de aluminio y 4.05 g de cloro, ¿cuál es el reactivo limitante? ¿Cuántos gramos de cloruro de aluminio, pueden obtenerse? Cloro; 5.08 g AlCl3
6.
7.
8.
(31 pág 254) En la reacción de aluminio con ácido clorhídrico se obtiene cloruro de aluminio y se desprende hidrógeno. Se ponen en un matraz 30 g de aluminio del 95 % de pureza y se añaden 100 mL de un ácido clorhídrico comercial de densidad 1.170 g/mL y del 35% de pureza en masa. Con estos datos calcula: a) ¿Cuál es el reactivo limitante? b) El volumen de hidrógeno que se obtendrá a 25 o C y 740 mmHg. HCl; 14.05 L (28 pág 254) El estaño metálico, en presencia de ácido clorhídrico, es oxidado por el dicromato potásico a cloruro de estaño (IV), cloruro de cromo (III), cloruro de potasio y agua. a) Ajusta, por el método de ion-electrón, la ecuación molecular. b) Calcula la riqueza en estaño de una aleación si 1 gramo de la misma una vez disuelta se valora, en medio ácido de ácido clorhídrico, con dicromato potásico 0.1 M, gastándose 25 mL del mismo. 2,3,28,4,3,4,14; 44.62 % El nitrato de calcio puede obtenerse por reacción con ácido nítrico. Calcula los moles de carbonato de calcio y de ácido nítrico disponibles si se parte de 250 g de carbonato del 82% de pureza y 500 mL de disolución 3M de ácido. 2.05 y 1.50 mol.
9.
El nitruro de boro hexagonal se ha convertido en el componente estrella de los maquillajes para disimular las arrugas, gracias a su forma de reflejar la luz. Se obtiene calentando boro elemental, a 1000ºC con amoníaco: 2 B(s) + 2 NH3(g) → 2 BN (s) + 3 H2(g) Calcula el rendimiento porcentual si se obtienen 455 g de BN a partir de 236 g de boro y un exceso de amoníaco. 83.9%
10.El titanio es uno de los metales que mejor resiste la corrosión producida por el
mar. Puede obtenerse a partir de la ilmenita, un mineral cuya fórmula es FeTiO 3. Primero se obtiene tetracloruro de titanio, que luego se reduce con magnesio calentado: FeTiO3(s) + 3 C (s) + 3 Cl2 (g) → TiCl4 (g) + 3 Mg(s)
→
FeCl2(s) + 3 CO2 (g) + TiCl4 (g) 2 MgCl2 (l) + Ti(s)
Si el rendimiento porcentual de la primera reacción es del 82% y el de la segunda, del 94%. ¿Qué cantidad de Ti se obtiene con 32.0 Kg de FeTiO3? 7.8 Kg
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