Problema 8 · Química PAU Murcia Ordinaria 2022

Tema: Electroquímica: pilas, potenciales estándar y electrólisis · Del examen Ordinaria (2022)

Enunciado

8. Considere los siguientes potenciales de reducción (los Ered∘E^\circ_{\text{red}} de los metales no varían con el pH):

Ered∘: Ag+/Ag=0,80 V; Cu2+/Cu=0,34 V; H+/12H2=0 V; Al3+/Al=−1,66 V; Na+/Na=−2,71 VE^\circ_{\text{red}}\text{: } \text{Ag}^+/\text{Ag} = 0{,}80\text{ V};\ \text{Cu}^{2+}/\text{Cu} = 0{,}34\text{ V};\ \text{H}^+/\frac{1}{2}\text{H}_2 = 0\text{ V};\ \text{Al}^{3+}/\text{Al} = -1{,}66\text{ V};\ \text{Na}^+/\text{Na} = -2{,}71\text{ V}

Ered=−0,414 VE_{\text{red}} = -0{,}414\text{ V} para el semisistema H2O/(12H2+OH−)\text{H}_2\text{O} / (\frac{1}{2}\text{H}_2 + \text{OH}^-) a pH=7\text{pH} = 7 (reducción del agua a pH 7)

I) ¿Cuál de los metales anteriores es tan reductor que reacciona explosivamente con el agua? Escriba la reacción global que tiene lugar. [0,5 p]

II) Según los potenciales dados, ¿debería una cuchara de Al disolverse en agua (a pH = 7) para dar Al(OH)3\text{Al(OH)}_3 e H2\text{H}_2? Escriba las semirreacciones de oxidación y reducción que tendrían lugar, calcule el potencial (E) para la reacción redox y fundamente su respuesta en el signo de dicho valor. [1,0 p]

a)

b)

c)

III) ¿De qué metales, de entre los anteriores, tendría que estar hecha una cuchara para no disolverse en HCl 1M\text{HCl } 1\text{M}? Explique brevemente su respuesta (no es necesario escribir las reacciones). [0,5 p]

Enunciado: Problema 8 · Química PAU Murcia Ordinaria 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

I) ¿Cuál de los metales anteriores es tan reductor que reacciona explosivamente con el agua?

Solución: Na / Sodio

I) Escriba la reacción global que tiene lugar.

Solución: 2 Na + 2 H2O -> 2 NaOH + H2 / Na + H2O -> NaOH + 1/2 H2

II) ¿Debería una cuchara de Al disolverse en agua (a pH = 7)?

Solución: Sí

II) Calcule el potencial (E) para la reacción redox.

Solución: 1,246 V

II) Escriba las semirreacciones de oxidación y reducción y fundamente su respuesta en el signo de dicho valor.

Solución: Reducción: H2O + 1e^- -> 1/2 H2 + OH^-; Oxidación: Al -> Al^3+ + 3e^-. Como E = +1,246 V > 0, la reacción es espontánea según los potenciales dados.

III) ¿De qué metales tendría que estar hecha una cuchara para no disolverse en HCl 1M?

Solución: Cu y Ag / Cobre y plata

III) Explique brevemente su respuesta.

Solución: Su potencial de reducción es mayor que 0 V (el del par H+/H2), por lo que los protones no pueden oxidarlos de forma espontánea.

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