Pregunta 3 · Química PAU Castilla-La Mancha Ordinaria 2023

Tema: Electroquímica: pilas y potenciales de reducción · Del examen Ordinaria (2023)

Enunciado

a)

[1 punto] A la vista de los siguientes potenciales normales de reducción: E∘(H+/H2)=0,00 VE^\circ(\text{H}^+/\text{H}_2) = 0{,}00\text{ V} y E∘(Na+/Na)=−2,71 VE^\circ(\text{Na}^+/\text{Na}) = -2{,}71\text{ V}, razone si se desprenderá hidrógeno (H2\text{H}_2) cuando se introduce una barra de sodio en una disolución de ácido clorhídrico.

Sí

No

b)

[1 punto] Se prepara una pila voltaica formada por electrodos estándar de E∘(Sn2+/Sn)=−0,1375 VE^\circ(\text{Sn}^{2+}/\text{Sn}) = -0{,}1375\text{ V} y E∘(Pb2+/Pb)=−0,126 VE^\circ(\text{Pb}^{2+}/\text{Pb}) = -0{,}126\text{ V}. Escriba la semirreacción que ocurre en cada electrodo indicando cuál es el cátodo y cuál el ánodo, así como la reacción global ajustada.

c)

[1 punto] A la vista de los siguientes potenciales normales de reducción: E∘(Fe2+/Fe)=−0,45 VE^\circ(\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}) = -0{,}45\text{ V} y E∘(Cu2+/Cu)=0,34 VE^\circ(\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = 0{,}34\text{ V} ¿Qué ocurrirá si se añaden limaduras de hierro (hierro en estado sólido) a una disolución de Cu2+\text{Cu}^{2+}? Justifique la respuesta indicando las semirreacciones que sucederán y la reacción global.

Enunciado: Pregunta 3 · Química PAU Castilla-La Mancha Ordinaria 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Justificación, semirreacciones y ΔEº del apartado a):

Solución: 2 H+ + 2 e- -> H2 (Reducción en el cátodo, Eº = 0,00 V) Na -> Na+ + 1 e- (Oxidación en el ánodo, Eº = -2,71 V) Reacción global: 2 H+ + 2 Na -> H2 + 2 Na+ ΔE = E(cátodo) - E(ánodo) = 0 - (-2,71) = 2,71 V > 0. Sí se desprende hidrógeno.

Electrodo que actúa como cátodo:

Solución: Pb / Plomo / Pb2+/Pb

Electrodo que actúa como ánodo:

Solución: Sn / Estaño / Sn2+/Sn

Semirreacciones y reacción global ajustada de la pila:

Solución: Cátodo (reducción): Pb2+ + 2 e- -> Pb Ánodo (oxidación): Sn -> Sn2+ + 2 e- Reacción global: Pb2+ + Sn -> Pb + Sn2+

c) ¿Qué ocurrirá si se añaden limaduras de hierro a una disolución de Cu2+? Justifique la respuesta indicando las semirreacciones y la reacción global.

Solución: Las limaduras de hierro se oxidan a Fe2+ y el Cu2+ se reduce a Cu metálico. Cátodo (reducción): Cu2+ + 2 e- -> Cu (s), Eº = 0,34 V Ánodo (oxidación): Fe (s) -> Fe2+ + 2 e-, Eº = -0,45 V Reacción global: Cu2+ + Fe (s) -> Cu (s) + Fe2+ ΔE = 0,34 - (-0,45) = 0,79 V > 0.

a) ¿Se desprenderá hidrógeno?

Solución: Sí

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