Ejercicio A4 · Química PAU País Vasco Ordinaria 2022

Tema: Reacciones redox: ajuste por ion-electrón y estequiometría · Del examen Ordinaria (2022)

Enunciado

DATOS GENERALES / DATU OROKORRAK

Constantes universales y equivalencias de unidades:

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=8,314 J⋅K−1⋅mol−1R = 8{,}314\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}

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

Masas atómicas (uma):

N=14\text{N} = 14; O=16\text{O} = 16; Cl=35,5\text{Cl} = 35{,}5; Cr=52\text{Cr} = 52; Ag=107,8\text{Ag} = 107{,}8

Números atómicos:

H (Z=1)\text{H } (Z = 1); Li (Z=3)\text{Li } (Z = 3); C (Z=6)\text{C } (Z = 6); F (Z=9)\text{F } (Z = 9)

Abreviaturas:

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

(aq): disolución acuosa / disoluzio urtsua

A4. Dada la reacción química:

H2S(g)+KMnO4(s)+HCl(aq)⟶S(s)+MnCl2(aq)+KCl(aq)+H2O(l)\mathrm{H_2S}(g) + \mathrm{KMnO_4}(s) + \mathrm{HCl}(aq) \longrightarrow \mathrm{S}(s) + \mathrm{MnCl_2}(aq) + \mathrm{KCl}(aq) + \mathrm{H_2O}(l)

a)

Ajustar la reacción empleando el método del ión-electrón. [1,00p]

b)

Indicar razonadamente qué especie se oxida y qué especie se reduce. [0,50p]

c)

¿Cuántos mL de KMnO4\mathrm{KMnO_4} 0,1 M0{,}1\,\mathrm{M} harán falta para reaccionar con 250 mL250\,\mathrm{mL} de H2S\mathrm{H_2S} gaseoso medidos a 10 ∘C10\,^\circ\mathrm{C} y 1,2 atm1{,}2\,\mathrm{atm}? [1,00p]

Enunciado: Ejercicio A4 · Química PAU País Vasco Ordinaria 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Semirreacción de oxidación:

Solución: H2S⟶S+2 H++2 e−\mathrm{H_2S} \longrightarrow \mathrm{S} + 2\,\mathrm{H^+} + 2\,\mathrm{e^-} / S2−⟶S+2 e−\mathrm{S^{2-}} \longrightarrow \mathrm{S} + 2\,\mathrm{e^-}

a) Semirreacción de reducción:

Solución: MnO4−+8 H++5 e−⟶Mn2++4 H2O\mathrm{MnO_4^-} + 8\,\mathrm{H^+} + 5\,\mathrm{e^-} \longrightarrow \mathrm{Mn^{2+}} + 4\,\mathrm{H_2O}

a) Ecuación molecular ajustada:

Solución: 5 H2S+2 KMnO4+6 HCl⟶5 S+2 MnCl2+2 KCl+8 H2O5\,\mathrm{H_2S} + 2\,\mathrm{KMnO_4} + 6\,\mathrm{HCl} \longrightarrow 5\,\mathrm{S} + 2\,\mathrm{MnCl_2} + 2\,\mathrm{KCl} + 8\,\mathrm{H_2O}

b) Indicar qué especie se oxida:

Solución: H2S\mathrm{H_2S} / Sulfuro de hidrógeno / Ácido sulfhídrico / S2−\mathrm{S^{2-}}

b) Indicar qué especie se reduce:

Solución: KMnO4\mathrm{KMnO_4} / Permanganato de potasio / Permanganato potásico / MnO4−\mathrm{MnO_4^-}

b) Razonamiento:

Solución: El Mn pasa de +7 a +2 ganando 5 electrones (se reduce) y el S pasa de -2 a 0 perdiendo 2 electrones (se oxida).

c) ¿Cuántos mL de KMnO4 0,1M harán falta para reaccionar con 250 mL de H2S gaseoso medidos a 10 °C y 1,2 atm?

Solución: 5252 mL / 0,0520{,}052 L

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