Ejercicio A.5 · Química PAU Madrid Extraordinaria 2023

Tema: Oxidación-reducción · Del examen Extraordinaria (2023)

Enunciado

La reacción entre dióxido de azufre y sulfato de cobre(II), en presencia de cloruro de sodio, permite preparar cloruro de cobre(I), produciéndose también sulfato de sodio y ácido sulfúrico.

a)

Formule y ajuste por el método del ion electrón las semirreacciones de oxidación y reducción que tienen lugar. Indique las especies que actúan como oxidante y reductora.

b)

Ajuste las reacciones iónica y molecular.

c)

Calcule el volumen de SO2\mathrm{SO_2} que reacciona con 7,0 g7{,}0\text{ g} de sulfato de cobre(II), a 1,0 atm1{,}0\text{ atm} y 25 ∘C25\text{ }^\circ\mathrm{C}.

Datos. Masas atómicas (u): O=16,0\mathrm{O = 16{,}0}; S=32,0\mathrm{S = 32{,}0}; Cu=63,5\mathrm{Cu = 63{,}5}. R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\mathrm{L}\cdot\mathrm{mol}^{-1}\cdot\mathrm{K}^{-1}.

Enunciado: Ejercicio A.5 · Química PAU Madrid Extraordinaria 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Semirreacción de oxidación:

Solución: SO2+2H2O→SO42−+2e−+4H+\mathrm{SO_2 + 2 H_2O \rightarrow SO_4^{2-} + 2 e^- + 4 H^+}

a) Semirreacción de reducción:

Solución: Cu2++1e−→Cu+\mathrm{Cu^{2+} + 1 e^- \rightarrow Cu^+}

a) Especie oxidante:

Solución: CuSO4\mathrm{CuSO_4} / Cu2+\mathrm{Cu^{2+}}

a) Especie reductora:

Solución: SO2\mathrm{SO_2}

b) Reacción iónica global ajustada:

Solución: SO2+2H2O+2Cu2+→SO42−+4H++2Cu+\mathrm{SO_2 + 2 H_2O + 2 Cu^{2+} \rightarrow SO_4^{2-} + 4 H^+ + 2 Cu^+}

b) Reacción molecular global ajustada:

Solución: SO2+2H2O+2CuSO4+2NaCl→2H2SO4+2CuCl+Na2SO4\mathrm{SO_2 + 2 H_2O + 2 CuSO_4 + 2 NaCl \rightarrow 2 H_2SO_4 + 2 CuCl + Na_2SO_4}

c) Calcule el volumen de SO2 que reacciona con 7,0 g de sulfato de cobre(II), a 1,0 atm y 25 ºC.

Solución: 0,540{,}54 L / 540540 mL

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