Pregunta 5A · Química PAU Canarias Julio 2023

Tema: Reacciones redox y electroquímica · Del examen Julio (2023)

Enunciado

5A.- En una cuba electrolítica tiene lugar la electrólisis del cloruro de zinc - - [ dicloruro de zinc ] fundido haciendo pasar una corriente de 3 A3\text{ A} durante cierto tiempo hasta que se depositan 24,5 g24{,}5\text{ g} de zinc metálico.

Datos:

1 F=96485 C⋅mol−11\text{ F} = 96485\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}; R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}; Masas atómicas: Zn=65,4 u\text{Zn} = 65{,}4\text{ u}; Cl=35,5 u\text{Cl} = 35{,}5\text{ u}.

a)

Indique las reacciones que ocurren en los electrodos y señale cuál es el cátodo y el ánodo, así como el signo de cada electrodo. [0,6 puntos]

b)

Calcule el tiempo necesario para realizar el proceso. [0,6 puntos]

c)

Calcule el número de moles y el volumen del gas cloro - - [ dicloro ] desprendido, medido a 1 atm1\text{ atm} y 27 ∘C27\text{ }^\circ\text{C}. [0,8 puntos]

Enunciado: Pregunta 5A · Química PAU Canarias Julio 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Indique la reacción que ocurre en el cátodo, señalando el electrodo y su signo

Solución: Cátodo (polo negativo, −): Reducción de los iones zinc: Zn2++2e−→Zn\text{Zn}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Zn}

a) Indique la reacción que ocurre en el ánodo, señalando el electrodo y su signo

Solución: Ánodo (polo positivo, +): Oxidación de los iones cloruro: 2Cl−→Cl2+2e−2\text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2 + 2e^-

b) Calcule el tiempo necesario para realizar el proceso.

Solución: 24160 s24160\text{ s} / 402,7 min402{,}7\text{ min} / 6,71 h6{,}71\text{ h}

c) Calcule el número de moles de cloro desprendido

Solución: 0,375 mol0{,}375\text{ mol} / 375 mmol375\text{ mmol}

c) Calcule el volumen del gas cloro desprendido, medido a 1 atm y 27 ºC.

Solución: 9,225 L9{,}225\text{ L} / 9225 mL9225\text{ mL} / 0,009225 m³0{,}009225\text{ m³}

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