Ejercicio B1 · Química PAU País Vasco Ordinaria 2025

Tema: Reacciones redox: ajuste por ion-electrón y estequiometría · 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.

BLOQUE B: Opción B1

B1. Dos investigadores han intentado hacer reaccionar tanto Zn\mathrm{Zn} como Cu\mathrm{Cu} metálico con un ácido fuerte como el HCl\mathrm{HCl}. Si los productos de reacción son MCl2 (aq)\mathrm{MCl_2}\,(aq) (mathrmM=Zn o Cu\\mathrm{M = Zn\ o\ Cu}) y H2\mathrm{H_2} gaseoso:

a)

Determinar cuál de las dos reacciones será espontánea y ajustarla. [0,50]

Datos: E0(H+/H2)=0 VE^0(\mathrm{H^+/H_2}) = 0\ \mathrm{V}; E0(Cu2+/Cu)=0,34 VE^0(\mathrm{Cu^{2+}/Cu}) = 0,34\ \mathrm{V}; E0(Zn2+/Zn)=−0,76 VE^0(\mathrm{Zn^{2+}/Zn}) = -0,76\ \mathrm{V}.

Zn

Cu

b)

Señalar en ese caso cuál es la especie oxidante y cuál la especie reductora. [0,25]

c)

Calcular el volumen del gas que se genera en esa reacción medido a 700 mmHg700\ \mathrm{mmHg} y 50 ∘C50\ ^\circ\mathrm{C}, si se hacen reaccionar 5 g5\ \mathrm{g} de metal. [0,75]

d)

El metal que no reacciona con HCl\mathrm{HCl}, lo hará con un ácido oxidante como el HNO3\mathrm{HNO_3} para dar M(NO3)2 (aq)\mathrm{M(NO_3)_2}\,(aq), NO (g)\mathrm{NO}\,(g) y agua. Comprobar que la reacción es espontánea y ajustarla mediante el método ion-electrón. E0(HNO3/NO)=0,78 VE^0(\mathrm{HNO_3/NO}) = 0,78\ \mathrm{V}. [1,00]

Enunciado: Ejercicio B1 · Química PAU País Vasco Ordinaria 2025

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Determinar cuál de las dos reacciones será espontánea

Solución: Zn

a) y ajustarla.

Solución: Zn (s)+2 HCl (aq)→ZnCl2 (aq)+H2 (g)\mathrm{Zn\,(s) + 2\,HCl\,(aq) \rightarrow ZnCl_2\,(aq) + H_2\,(g)}

b) Señalar en ese caso cuál es la especie oxidante

Solución: HCl\mathrm{HCl} / H+\mathrm{H^+}

b) y cuál la especie reductora.

Solución: Zn\mathrm{Zn}

c) Calcular el volumen del gas que se genera en esa reacción medido a 700 mmHg y 50 °C, si se hacen reaccionar 5 g de metal.

Solución: 2,22{,}2 L / 2,22{,}2 dm³

d) Comprobar que la reacción es espontánea

Solución: 0,440{,}44 V

d) y ajustarla mediante el método ion-electrón (ecuación molecular global).

Solución: 3 Cu (s)+8 HNO3 (aq)→3 Cu(NO3)2 (aq)+2 NO (g)+4 H2O (l)3\ \mathrm{Cu\,(s)} + 8\ \mathrm{HNO_3\,(aq)} \rightarrow 3\ \mathrm{Cu(NO_3)_2\,(aq)} + 2\ \mathrm{NO\,(g)} + 4\ \mathrm{H_2O\,(l)}

d) Semirreacciones de ion-electrón

Solución: Oxidación: Cu→Cu2++2e−\mathrm{Cu \rightarrow Cu^{2+} + 2e^-}; Reducción: NO3−+4H++3e−→NO+2H2O\mathrm{NO_3^- + 4H^+ + 3e^- \rightarrow NO + 2H_2O}

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