Ejercicio A.5 · Química PAU Madrid Modelo 2020

Tema: Oxidación-reducción · Del examen Modelo (2020)

Enunciado

A.5 (2 puntos) Una disolución de permanganato de potasio en medio ácido sulfúrico, oxida al agua oxigenada formándose oxígeno, sulfato de manganeso (II), sulfato de potasio y agua.

Datos. R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}.

a)

Formule y ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción que tienen lugar. [0,5 puntos]

b)

Ajuste las reacciones iónica y molecular globales por el método del ion-electrón. [0,75 puntos]

c)

Calcule el volumen de O2\text{O}_2, medido a 21 ∘C21\text{ }^\circ\text{C} y 720 mm Hg720\text{ mm Hg}, que se libera al añadir permanganato de potasio en exceso a 200 mL200\text{ mL} de peróxido de hidrógeno 0,01 mol⋅L−10{,}01\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}. [0,75 puntos]

Enunciado: Ejercicio A.5 · Química PAU Madrid Modelo 2020

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Semirreacción de oxidación

Solución: H2O2→O2+2 H++2 e−\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{O}_2 + 2\text{ H}^+ + 2\text{ e}^-

a) Semirreacción de reducción

Solución: MnO4−+5 e−+8 H+→Mn2++4 H2O\text{MnO}_4^- + 5\text{ e}^- + 8\text{ H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{ H}_2\text{O}

b) Reacción iónica global

Solución: 2 MnO4−+5 H2O2+6 H+→2 Mn2++8 H2O+5 O22\text{ MnO}_4^- + 5\text{ H}_2\text{O}_2 + 6\text{ H}^+ \rightarrow 2\text{ Mn}^{2+} + 8\text{ H}_2\text{O} + 5\text{ O}_2

b) Reacción molecular global

Solución: 2 KMnO4+3 H2SO4+5 H2O2→2 MnSO4+8 H2O+5 O2+K2SO42\text{ KMnO}_4 + 3\text{ H}_2\text{SO}_4 + 5\text{ H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{ MnSO}_4 + 8\text{ H}_2\text{O} + 5\text{ O}_2 + \text{K}_2\text{SO}_4

c) Volumen de O₂ medido a 21 °C y 720 mm Hg que se libera

Solución: 0,051 L / 51 mL

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