Ejercicio B1 · Química PAU País Vasco Extraordinaria 2026

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

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

B1. Un químico ha tratado de producir cloro gas en el laboratorio empleando permanganato de potasio como oxidante. En ese proceso ha leído que el comportamiento del reactivo depende de las condiciones del medio. Mientras que en medio ácido se reduce a Mn2+\text{Mn}^{2+} (A, está sin ajustar), en medio básico se reduce a MnO2\text{MnO}_2 (B).

A: KMnO4 (aq)+H2SO4 (aq)+KCl (aq)→MnSO4 (aq)+Cl2 (g)+K2SO4 (aq)+H2O (l)\text{KMnO}_4\text{ (aq)} + \text{H}_2\text{SO}_4\text{ (aq)} + \text{KCl (aq)} \rightarrow \text{MnSO}_4\text{ (aq)} + \text{Cl}_2\text{ (g)} + \text{K}_2\text{SO}_4\text{ (aq)} + \text{H}_2\text{O (l)}

B: 2 KMnO4 (aq)+4 H2O (l)+6 KCl (aq)→2 MnO2 (aq)+3 Cl2 (g)+8 KOH (aq)2\,\text{KMnO}_4\text{ (aq)} + 4\,\text{H}_2\text{O (l)} + 6\,\text{KCl (aq)} \rightarrow 2\,\text{MnO}_2\text{ (aq)} + 3\,\text{Cl}_2\text{ (g)} + 8\,\text{KOH (aq)}

a)

Ajustar la reacción en medio ácido (A) mediante el método de ion-electrón. [0,75 p.]

b)

Analizar si ambas reacciones son espontáneas. E∘(V):MnO4−/Mn2+=+1,51E^\circ(\text{V}): \text{MnO}_4^-/\text{Mn}^{2+} = +1{,}51, MnO4−/MnO2=+0,60\text{MnO}_4^-/\text{MnO}_2 = +0{,}60 y Cl2/Cl−=+1,36\text{Cl}_2/\text{Cl}^- = +1{,}36. [0,50 p.]

c)

Calcular el volumen de Cl2\text{Cl}_2 gaseoso que se libera en la reacción que es espontánea, medido a 1 atm1\text{ atm} y 30 ∘C30\text{ }^\circ\text{C}, si el reactivo limitante son 5 g5\text{ g} de KMnO4\text{KMnO}_4 de 80 %80\,\% de pureza. [0,75 p.]

Enunciado: Ejercicio B1 · Química PAU País Vasco Extraordinaria 2026

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Reacción iónica ajustada:

Solución: 2 MnO4−+16 H++10 Cl−→2 Mn2++5 Cl2+8 H2O2\,\text{MnO}_4^- + 16\,\text{H}^+ + 10\,\text{Cl}^- \rightarrow 2\,\text{Mn}^{2+} + 5\,\text{Cl}_2 + 8\,\text{H}_2\text{O}

Reacción global ajustada:

Solución: 2 KMnO4 (aq)+8 H2SO4 (aq)+10 KCl (aq)→2 MnSO4 (aq)+5 Cl2 (g)+6 K2SO4 (aq)+8 H2O (l)2\,\text{KMnO}_4\text{ (aq)} + 8\,\text{H}_2\text{SO}_4\text{ (aq)} + 10\,\text{KCl (aq)} \rightarrow 2\,\text{MnSO}_4\text{ (aq)} + 5\,\text{Cl}_2\text{ (g)} + 6\,\text{K}_2\text{SO}_4\text{ (aq)} + 8\,\text{H}_2\text{O (l)}

b) Analizar si ambas reacciones son espontáneas. E°(V): MnO4-/Mn2+=+1,51, MnO4-/MnO2 = +0,60 y Cl2/Cl- = +1,36.

Solución: La reacción es espontánea en medio ácido (E° = +0,15 V > 0) y no es espontánea en medio básico (E° = -0,76 V < 0).

Volumen de Cl2 liberado:

Solución: 1,57 L / 1,6 L / 1,5 L

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