Problema 8 · Química PAU Murcia Ordinaria 2021

Tema: Electroquímica: pilas, potenciales estándar y electrólisis · Del examen Ordinaria (2021)

Enunciado

8. La electrolisis de una disolución acuosa de BiCl3\text{BiCl}_3 origina Bi(s)\text{Bi}(\text{s}) y Cl2(g)\text{Cl}_2(\text{g}).

a)

Escriba las semirreacciones que están teniendo lugar en el ánodo y en el cátodo, indicando si se trata de una oxidación o de una reducción, así como la reacción global del proceso. [0,5 p]

b)

Calcule la masa de Bi(s)\text{Bi}(\text{s}) y el volumen de Cl2(g)\text{Cl}_2(\text{g}) (medido a 25∘C25^\circ\text{C} y 1 atm1\text{ atm}) obtenidos al cabo de 1,5 h1{,}5\text{ h} de electrolisis, si la corriente aplicada es de 2 A2\text{ A}. [1,5 p]

Datos: F=96.500 C⋅mol−1F = 96.500\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}; R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}; masas atómicas: Cl=35,5\text{Cl} = 35{,}5; Bi=209 g⋅mol−1\text{Bi} = 209\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}.

Enunciado: Problema 8 · Química PAU Murcia Ordinaria 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Semirreacción en el ánodo (oxidación)

Solución: 2 Cl−→Cl2+2 e−2\,\text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2 + 2\,\text{e}^-

Semirreacción en el cátodo (reducción)

Solución: Bi3++3 e−→Bi\text{Bi}^{3+} + 3\,\text{e}^- \rightarrow \text{Bi}

Reacción global del proceso

Solución: 6 Cl−+2 Bi3+→3 Cl2+2 Bi6\,\text{Cl}^- + 2\,\text{Bi}^{3+} \rightarrow 3\,\text{Cl}_2 + 2\,\text{Bi} / 2 BiCl3→3 Cl2+2 Bi2\,\text{BiCl}_3 \rightarrow 3\,\text{Cl}_2 + 2\,\text{Bi}

b) Masa de Bi(s) obtenida al cabo de 1.5 h de electrolisis con 2 A

Solución: 7,8 g7{,}8\text{ g} / 0,0078 kg0{,}0078\text{ kg}

b) Volumen de Cl2(g) (medido a 25 °C y 1 atm) obtenido

Solución: 1,37 L1{,}37\text{ L} / 1370 mL1370\text{ mL}

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