Ejercicio B.5 · Química PAU Madrid Extraordinaria 2021

Tema: Oxidación-reducción · Del examen Extraordinaria (2021)

Enunciado

B.5 (2 puntos) Responda las siguientes cuestiones a partir de la reacción de oxidación-reducción (no ajustada): Cu2+ (ac)+H2O→Cu (s)+O2 (g)\mathrm{Cu^{2+}\ (ac) + H_2O \rightarrow Cu\ (s) + O_2\ (g)}

a)

Razone si la reacción se produce de forma espontánea.

b)

Escriba las semirreacciones de oxidación y reducción, indicando en qué electrodo se deposita el cobre y en cuál se desprende oxígeno.

c)

Determine cuánto cobre se deposita si se hace pasar una corriente de 0,50 amperios a través de 1,0 L de disolución de CuSO4\mathrm{CuSO_4} 0,2 M durante 4 horas.

Datos

E0(V):Cu2+/Cu=0,34; O2/H2O=1,23\mathrm{E^0(V): Cu^{2+}/Cu = 0,34;\ O_2/H_2O = 1,23}. F=96485 CF = 96485\ \mathrm{C}. Masa atómica: Cu=63,5\mathrm{Cu = 63,5}.

Enunciado: Ejercicio B.5 · Química PAU Madrid Extraordinaria 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Razone si la reacción se produce de forma espontánea.

Solución: No es espontánea (Eproceso0=−0,89 V<0E^0_{\text{proceso}} = -0{,}89\ \mathrm{V} < 0).

b) Electrodo y semirreacción de oxidación (desprendimiento de O2):

Solución: Ánodo (oxidación): 2 H2O→O2+4 H++4 e−2\,\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{O_2} + 4\,\mathrm{H^+} + 4\,\mathrm{e^-}

b) Electrodo y semirreacción de reducción (depósito de Cu):

Solución: Cátodo (reducción): Cu2++2 e−→Cu\mathrm{Cu^{2+}} + 2\,\mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{Cu}

c) Determine cuánto cobre se deposita si se hace pasar una corriente de 0,50 amperios a través de 1,0 L de disolución de CuSO4 0,2 M durante 4 horas.

Solución: 2,37 g2{,}37\ \mathrm{g} / 2,4 g2{,}4\ \mathrm{g} / 2,5 g2{,}5\ \mathrm{g}

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