Ejercicio D1 · Química PAU País Vasco Extraordinaria 2026

Tema: Electroquímica: pilas, potenciales y electrólisis · Del examen Extraordinaria (2026)

Enunciado

DATU OROKORRAK

Konstante unibertsalak eta unitate baliokideak:

R=0,082 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1R=8,31 J⋅K−1⋅mol−1R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} \qquad R = 8{,}31\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}

1 atm=760 mmHg1\text{ atm} = 760\text{ mmHg}

Masa atomikoak (mau):

H (1,0), C (12,0), O (16,0), Na (23,0), S (32,1), Cl (35,5), K (39,1), Mn (54,9), Cd (112,2), Au (197,0).

Zenbaki atomikoak:

H (Z=1Z = 1), B (Z=5Z = 5), C (Z=6Z = 6), N (Z=7Z = 7), O (Z=8Z = 8), F (Z=9Z = 9), Si (Z=14Z = 14), S (Z=16Z = 16), K (Z=19Z = 19), Br (Z=35Z = 35), Au (Z=79Z = 79).

Laburdurak:

B.N.: Presio- eta tenperatura-baldintza normalak

(aq): ur-disoluzioa

DATOS GENERALES

Constantes universales y equivalencias de unidades:

R=0,082 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1R=8,31 J⋅K−1⋅mol−1R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} \qquad R = 8{,}31\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}

1 atm=760 mmHg1\text{ atm} = 760\text{ mmHg}

Masas atómicas (uma):

H (1,0), C (12,0), O (16,0), Na (23,0), S (32,1), Cl (35,5), K (39,1), Mn (54,9), Cd (112,2), Au (197,0).

Números atómicos:

H (Z=1Z = 1), B (Z=5Z = 5), C (Z=6Z = 6), N (Z=7Z = 7), O (Z=8Z = 8), F (Z=9Z = 9), Si (Z=14Z = 14), S (Z=16Z = 16), K (Z=19Z = 19), Br (Z=35Z = 35), Au (Z=79Z = 79).

Abreviaturas:

C.N.: Condiciones Normales de presión y temperatura

(aq): disolución acuosa

BLOQUE D

(Consta de dos problemas, debes responder a 1 de ellos)

D1. Un estudiante de química desea construir una pila galvánica en el laboratorio utilizando electrodos de aluminio y cobre sumergidos en disoluciones de sus respectivas sales (sulfato de aluminio y sulfato de cobre(II), ambas 1 M). Dispone también de un puente salino de nitrato de potasio. Datos: E∘(Cu2+/Cu)=+0,34 VE^\circ(\mathrm{Cu^{2+}/Cu}) = +0{,}34\text{ V}; E∘(Al3+/Al)=−1,66 VE^\circ(\mathrm{Al^{3+}/Al}) = -1{,}66\text{ V}.

a)

Dibujar un esquema detallado de la pila, identificando todos sus componentes. Escribir las semirreacciones que tienen lugar en cada electrodo y la reacción global.

[1,00 punto]

b)

Calcular la fuerza electromotriz estándar de esta pila y escribir la notación de la pila según las normas de la IUPAC.

[0,50 puntos]

c)

Explicar la función del puente salino y predecir hacia dónde migrarán los iones K+\mathrm{K^+} y NO3−\mathrm{NO_3^-} durante el funcionamiento de la pila.

[0,50 puntos]

Enunciado: Ejercicio D1 · Química PAU País Vasco Extraordinaria 2026

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Dibujar un esquema detallado de la pila, identificando todos sus componentes.

Solución: Debe mostrar dos semiceldas conectadas por un puente salino: - electrodo de Al\mathrm{Al} sumergido en disolución de Al2(SO4)3\mathrm{Al_2(SO_4)_3} - electrodo de Cu\mathrm{Cu} sumergido en disolución de CuSO4\mathrm{CuSO_4} - Puente salino de KNO3\mathrm{KNO_3} conectando ambas semiceldas. - Cable conductor externo conectando los electrodos (con una flecha que indique el sentido de los e−\mathrm{e^-}).

a) Escribir la semirreacción en el ánodo (electrodo negativo):

Solución: Al(s)→Al3+(aq)+3e−\mathrm{Al(s) \rightarrow Al^{3+}(aq) + 3 e^-}

a) Escribir la semirreacción en el cátodo (electrodo positivo):

Solución: Cu2+(aq)+2e−→Cu(s)\mathrm{Cu^{2+}(aq) + 2 e^- \rightarrow Cu(s)}

a) Escribir la reacción global:

Solución: 2Al(s)+3Cu2+(aq)→2Al3+(aq)+3Cu(s)\mathrm{2 Al(s) + 3 Cu^{2+}(aq) \rightarrow 2 Al^{3+}(aq) + 3 Cu(s)}

b) Calcular la fuerza electromotriz estándar de esta pila:

Solución: +2,00+2{,}00 V / 22 V

b) Escribir la notación de la pila según las normas de la IUPAC:

Solución: Al(s)∣Al3+(aq,1 M)∥Cu2+(aq,1 M)∣Cu(s)\mathrm{Al(s) \mid Al^{3+}(aq, 1\text{ M}) \parallel Cu^{2+}(aq, 1\text{ M}) \mid Cu(s)}

c) Explicar la función del puente salino:

Solución: Permite el paso de iones entre las semiceldas para mantener la neutralidad eléctrica, evitando la acumulación de carga y permitiendo que continúe el flujo de electrones por el circuito externo. Además, evita que se mezclen ambas disoluciones.

c) Predecir hacia dónde migrarán los iones K+ durante el funcionamiento de la pila:

Solución: Hacia el cátodo

c) Predecir hacia dónde migrarán los iones NO3- durante el funcionamiento de la pila:

Solución: Hacia el ánodo

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