Ejercicio D1 · Química PAU País Vasco Ordinaria 2025

Tema: Electroquímica: pilas, potenciales y electrólisis · Del examen Ordinaria (2025)

Enunciado

DATOS GENERALES / DATU OROKORRAK

Constantes universales y equivalencias de unidades / Konstante unibertsalak eta unitate baliokideak: R=0,082 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}   R=8,31 J⋅K−1⋅mol−1R = 8{,}31\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}   1 atm=760 mmHg1\text{ atm} = 760\text{ mmHg}

Masas atómicas / Masa atomikoak (uma / mau): H (1,0), N (14,0), O (16,0), Na (23,0), S (32,1), Cl (35,5), Fe (55,8), Cu (63,6), Zn (65,4), Pb (207,2).

Números atómicos / Zenbaki atomikoak: H (Z=1Z = 1), C (Z=6Z = 6), O (Z=8Z = 8), Na (Z=11Z = 11), Br (Z=35Z = 35), Ag (Z=47Z = 47).

Abreviaturas / Laburdurak: C.N. / B.N.: Condiciones Normales de presión y temperatura / Presio- eta tenperatura-baldintza normalak.

(aq): disolución acuosa / ur-disoluzioa.

D1. Se desea construir una pila Daniell en el laboratorio:

a)

Dibujar un esquema de la pila, nombrar los distintos elementos, escribir las reacciones que tienen lugar en los electrodos e indicar los reactivos necesarios. [0,75 p]

b)

Explicar la función del puente salino. [0,25 p]

c)

Si se sustituye el electrodo Zn2+/Zn\text{Zn}^{2+}/\text{Zn} con uno de Pb2+/Pb\text{Pb}^{2+}/\text{Pb}, ¿cuál será la fuerza electromotriz? ¿Será mayor o menor que la de la pila original?

Datos: E∘(Cu2+/Cu)=0,34 VE^\circ(\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = 0,34\text{ V}; E∘(Zn2+/Zn)=−0,76 VE^\circ(\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}) = -0,76\text{ V}; E∘(Pb2+/Pb)=−0,13 VE^\circ(\text{Pb}^{2+}/\text{Pb}) = -0,13\text{ V}. [0,50 p]

Enunciado: Ejercicio D1 · Química PAU País Vasco Ordinaria 2025

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Dibujar un esquema de la pila, nombrar los distintos elementos, escribir las reacciones que tienen lugar en los electrodos e indicar los reactivos necesarios.

Solución: Ánodo (electrodo negativo): Zn−2 e−→Zn2+\text{Zn} - 2\text{ e}^- \rightarrow \text{Zn}^{2+} (oxidación) Cátodo (electrodo positivo): Cu2++2 e−→Cu\text{Cu}^{2+} + 2\text{ e}^- \rightarrow \text{Cu} (reducción) Reactivos necesarios: electrodos de cobre y cinc metálico; disoluciones acuosas de CuSO4\text{CuSO}_4 y ZnSO4\text{ZnSO}_4; disolución saturada de KCl\text{KCl} para el puente salino.

a) Semirreacción en el ánodo

Solución: Zn→Zn2++2 e−\text{Zn} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2\text{ e}^- / Zn−2 e−→Zn2+\text{Zn} - 2\text{ e}^- \rightarrow \text{Zn}^{2+}

a) Semirreacción en el cátodo

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

a) Reactivos necesarios

Solución: Electrodos de Zn y Cu, disoluciones de ZnSO4 y CuSO4, y disolución salina inerte (KCl) para el puente salino.

b) Explicar la función del puente salino.

Solución: Evitar la mezcla entre las dos disoluciones, permitir el contacto eléctrico entre las semipilas y mantener la neutralidad eléctrica.

c) Fuerza electromotriz de la nueva pila con Pb2+/Pb

Solución: 0,470{,}47 V / +0,47+0{,}47 V

c) ¿Será mayor o menor que la de la pila original?

Solución: Menor

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