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: y , razone si se desprenderá hidrógeno () 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 y . 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: y ¿Qué ocurrirá si se añaden limaduras de hierro (hierro en estado sólido) a una disolución de ? Justifique la respuesta indicando las semirreacciones que sucederán y la reacción global.

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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