Pregunta 5B · Química PAU Canarias Julio 2022

Tema: Reacciones redox y electroquímica · Del examen Julio (2022)

Enunciado

PREGUNTA Nº 5 (Propuesta B)

Se construye una pila con una varilla de manganeso sumergida en una disolución 1M de Mn2+\mathrm{Mn^{2+}}, y una varilla de hierro en una disolución 1M de Fe3+\mathrm{Fe^{3+}}.

Datos

E∘(Mn2+/Mn)E^\circ(\mathrm{Mn^{2+}/Mn}):

−1,18 V-1{,}18\ \mathrm{V}

E∘(Fe3+/Fe)E^\circ(\mathrm{Fe^{3+}/Fe}):

−0,04 V-0{,}04\ \mathrm{V}

E∘(H+/H2)E^\circ(\mathrm{H^+/H_2}):

0,00 V0{,}00\ \mathrm{V}

a)

Escriba la reacción que tendrá lugar en cada electrodo, indicando si corresponde al ánodo o cátodo, y su signo.

b)

Dé la notación de la pila que se formará.

c)

Calcule el potencial o fuerza electromotriz de la pila (fem).

d)

Justifique si el manganeso metálico reaccionará en presencia de un ácido.

Sí

No

Enunciado: Pregunta 5B · Química PAU Canarias Julio 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Reacción en el ánodo, indicando signo

Solución: Ánodo (polo negativo, −-): Mn(s)→Mn2+(aq)+2 e−\mathrm{Mn(s) \rightarrow Mn^{2+}(aq) + 2\,e^-}

a) Reacción en el cátodo, indicando signo

Solución: Cátodo (polo positivo, ++): Fe3+(aq)+3 e−→Fe(s)\mathrm{Fe^{3+}(aq) + 3\,e^- \rightarrow Fe(s)}

b) Dé la notación de la pila que se formará.

Solución: Mn(s) ∣ Mn2+(1 M) ∣∣ Fe3+(1 M) ∣ Fe(s)\mathrm{Mn(s)\ |\ Mn^{2+}(1\,M)\ ||\ Fe^{3+}(1\,M)\ |\ Fe(s)}

c) Calcule el potencial o fuerza electromotriz de la pila (fem).

Solución: 1,141{,}14 V

d) Justifique si el manganeso metálico reaccionará en presencia de un ácido.

Solución: Sí reaccionará. Para la reacción Mn(s)+2 H+(aq)→Mn2+(aq)+H2(g)\mathrm{Mn(s) + 2\,H^+(aq) \rightarrow Mn^{2+}(aq) + H_2(g)}, el potencial es E∘=E∘(H+/H2)−E∘(Mn2+/Mn)=0,00−(−1,18)=+1,18 V>0E^\circ = E^\circ(\mathrm{H^+/H_2}) - E^\circ(\mathrm{Mn^{2+}/Mn}) = 0{,}00 - (-1{,}18) = +1{,}18\ \mathrm{V} > 0, por lo que el proceso es espontáneo (ΔG∘<0\Delta G^\circ < 0).

d) Justifique si el manganeso metálico reaccionará en presencia de un ácido. ¿Reaccionará el manganeso?

Solución: Sí

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