Ejercicio B.5 · Química PAU Madrid Modelo 2023

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

Enunciado

Se hacen reaccionar 3,3 g3{,}3\text{ g} de azufre sólido con 15 g15\text{ g} de K2Cr2O7\mathrm{K_2Cr_2O_7} en medio básico, para dar SO2\mathrm{SO_2}, Cr2O3\mathrm{Cr_2O_3} y KOH\mathrm{KOH}.

Datos: Masas atómicas (u): H=1,0\mathrm{H} = 1{,}0; O=16,0\mathrm{O} = 16{,}0; S=32,1\mathrm{S} = 32{,}1; K=39,1\mathrm{K} = 39{,}1; Cr=52,0\mathrm{Cr} = 52{,}0; 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)

[0,75 puntos] Ajuste por el método del ion-electrón las semirreacciones de oxidación y reducción, así como las reacciones iónica y molecular.

b)

[0,5 puntos] Indique las especies que actúan como oxidante y reductora.

c)

[0,75 puntos] Determine cuál es el reactivo limitante de la reacción y calcule el volumen de dióxido de azufre SO2\mathrm{SO_2} que se obtendrá, medido a 1 atm1\text{ atm} y 25 ∘C25\text{ }^\circ\text{C}.

Enunciado: Ejercicio B.5 · Química PAU Madrid Modelo 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Semirreacción de oxidación:

Solución: S+4 OH−→SO2+2 H2O+4 e−\mathrm{S + 4\ OH^- \rightarrow SO_2 + 2\ H_2O + 4\ e^-}

a) Semirreacción de reducción:

Solución: Cr2O72−+4 H2O+6 e−→Cr2O3+8 OH−\mathrm{Cr_2O_7^{2-} + 4\ H_2O + 6\ e^- \rightarrow Cr_2O_3 + 8\ OH^-}

a) Reacción iónica global:

Solución: 3 S+2 Cr2O72−+2 H2O→3 SO2+2 Cr2O3+4 OH−\mathrm{3\ S + 2\ Cr_2O_7^{2-} + 2\ H_2O \rightarrow 3\ SO_2 + 2\ Cr_2O_3 + 4\ OH^-}

a) Reacción molecular global:

Solución: 3 S+2 K2Cr2O7+2 H2O→3 SO2+2 Cr2O3+4 KOH\mathrm{3\ S + 2\ K_2Cr_2O_7 + 2\ H_2O \rightarrow 3\ SO_2 + 2\ Cr_2O_3 + 4\ KOH}

b) Especie oxidante:

Solución: K2Cr2O7\mathrm{K_2Cr_2O_7} / Cr2O72−\mathrm{Cr_2O_7^{2-}}

b) Especie reductora:

Solución: S\mathrm{S}

c) Reactivo limitante:

Solución: K2Cr2O7\mathrm{K_2Cr_2O_7}

c) Volumen de SO2\mathrm{SO_2} obtenido a 1 atm y 25 ºC:

Solución: 1,91{,}9 L

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