Examen resuelto de QuímicaOrdinaria 2022

Asturias10 problemas100% Resuelto
Modelo
Modelo A
2 puntos(1,5 + 0,5)
Electroquímica
Pila Zn|Zn²⁺ ‖ Ag⁺|Ag y comparación con cátodo de Fe
1A. (2,0 puntos) Se construye una pila galvánica utilizando las siguientes semicélulas: a) una lámina de zinc sumergida en una disolución acuosa de Zn²⁺(ac); b) un hilo de Ag sumergido en una disolución acuosa de iones Ag⁺(ac). i. Escriba las semirreacciones de oxidación y de reducción y la reacción global que se producen, de forma espontánea, durante el funcionamiento de la pila, ajustadas por el método de ion-electrón en forma iónica. Indique la especie química que actúa como oxidante y la que actúa como reductora durante el funcionamiento espontáneo de la pila. (1,5 puntos). ii. Si el cátodo se sustituye por un electrodo de hierro sumergido en una disolución de iones Fe²⁺ ¿funcionará espontáneamente la pila? (0,5 puntos). Datos: E°(Ag⁺/Ag)=+0,80 V; E°(Zn²⁺/Zn)=−0,76 V; E°(Fe²⁺/Fe)=−0,44 V.
Modelo B
2 puntos(1 + 0,5 + 0,5)
Equilibrio químico
Equilibrio Br₂ ⇌ 2Br: Kc, Kp, presiones parciales y entalpía
1B. (2,0 puntos) Se introducen 0,7 moles de Br₂ en un recipiente de 0,5 L de capacidad y se eleva la temperatura a 873K. Una vez establecido el equilibrio Br₂(g) ⇌ 2 Br(g) en estas condiciones, el grado de disociación es 0,6. i. Calcule el valor de Kc y Kp a esa temperatura. (1,0 punto). ii. Determine las presiones parciales ejercidas por cada componente de la mezcla en el equilibrio. (0,5 puntos). iii. Se observa que, si se suministra calor al sistema, aumenta la cantidad de Br₂(g). Indique razonadamente si la reacción es endotérmica o exotérmica. (0,5 puntos). Datos. R= 0,082 atm L K⁻¹ mol⁻¹.
Modelo A
2 puntos(1 + 1)
Equilibrios de solubilidad
Solubilidad del AgCl y test de precipitación con NaCl/AgNO₃
2A. (2,0 puntos) El valor de la constante del producto de solubilidad a 25 ºC del cloruro de plata (AgCl) es de 1,7·10⁻¹⁰. i. Calcule la solubilidad del cloruro de plata en g/L. (1,0 punto). ii. Indique, razonadamente, si se formará precipitado cuando añadamos 100 mL de una disolución 1 M de NaCl a 1 L de disolución 0,01 M de AgNO₃. (1,0 punto). Datos. Masas atómicas: Ag = 107,8 u; Cl = 35,5 u.
Modelo B
2 puntos(1,25 + 0,75)
Equilibrio ácido-base
Concentración inicial de CH₃COOH a partir de pH y volumen de NaOH
2B. (2,0 puntos) La disolución que se obtiene al añadir agua a una disolución acuosa de ácido acético, CH₃COOH, de concentración C₀, presenta un valor de pH=3. Teniendo en cuenta que el volumen final de la disolución es 0,4 L, calcule: i. La concentración molar inicial de ácido acético en la disolución. (1,25 puntos). ii. El volumen de NaOH 1M necesario para neutralizar la disolución de ácido acético finalmente obtenida. (0,75 puntos). Dato: Ka(CH₃COOH) = 1,8·10⁻⁵.
Modelo A
2 puntos(1 + 1)
Laboratorio: valoración
Determinación de ácido acético en vinagre y elección de indicador
3A. (2,0 puntos) i. En el laboratorio se dispone del material de laboratorio y reactivos que se relacionan: pipeta aforada de 10 mL, disolución acuosa titulada de NaOH, muestra de vinagre comercial e indicador. Indique el procedimiento experimental a seguir para realizar la determinación del contenido de ácido acético en un vinagre comercial. (1,0 punto). ii. Para la valoración de una base débil, NH₃(ac), con un ácido fuerte, HCl(ac), proponga, de forma razonada, el indicador que utilizaría para identificar el punto final de la valoración y el cambio de color que observaría. Indique el material de laboratorio en el que colocaría el indicador utilizado. (1,0 punto). Indicadores: Rojo de metilo (rojo→amarillo, 4,8–6,0); Tornasol (rojo→azul, 5,0–8,0); Fenolftaleína (incolora→rosa, 8,2–10,0).
Modelo B
2 puntos(1 + 1)
Estequiometría / volumetría redox
Permanganimetría de H₂O₂ con dilución previa
3B. (2,0 puntos) La determinación de la concentración de peróxido de hidrógeno, H₂O₂, en un agua oxigenada puede llevarse a cabo mediante la valoración denominada permanganimetría, de acuerdo con la siguiente ecuación química: 2 KMnO₄(ac) + 5 H₂O₂(ac) + 3 H₂SO₄(ac) → 2 MnSO₄(ac) + 5 O₂(g) + 8 H₂O + K₂SO₄(ac). i. Indique el material de laboratorio necesario para realizar la determinación de la concentración de H₂O₂ en el agua oxigenada comercial, utilizando una disolución de permanganato de potasio. Identifique el material en el que se deposita la disolución acuosa de permanganato y la de agua oxigenada en el inicio de la valoración. (1,0 punto). ii. En el laboratorio, 10 mL del agua oxigenada se diluyen con agua hasta 100 mL y se toma una alícuota de 10 mL. La valoración de esta alícuota consume, en el punto de equivalencia, 20 mL de una disolución de permanganato de potasio 0,02 M. Calcule la concentración de peróxido de hidrógeno en el agua oxigenada inicial. ¿Cómo se detecta el punto final de la valoración? (1,0 punto). Datos. Masas atómicas: H = 1 u; O = 16 u.
Modelo A
2 puntos(1 + 0,5 + 0,5)
Enlace covalente / sistema periódico
Polaridad CO₂ vs H₂O y números cuánticos del Ca/Cl
4A. (2,0 puntos) a. Justifique por qué el dióxido de carbono (CO₂) es una molécula apolar, mientras que el agua (H₂O) es una molécula polar. (1,0 punto). Datos. H (Z=1); C (Z=6); O (Z=8). χ(H)=2,2; χ(C)=2,6; χ(O)=3,4. b. Dados los elementos A (Z=20) y B (Z=17): i. Indique la opción correcta que muestra los números cuánticos del electrón diferenciador del elemento Z=20: a) (4,1,-1,½); b) (4,0,-1,-½); c) (3,2,-2,½); d) (4,0,0,-½). (0,5 puntos). ii. Razone qué tipo de enlace se podrá formar entre A y B y cuál será la fórmula del compuesto resultante. (0,5 puntos).
Modelo B
2 puntos(1 + 1)
Enlace covalente / fuerzas intermoleculares
Lewis y geometría del CO₃²⁻; comparación 1-propanol vs metoxietano
4B. (2,0 puntos) a. Para el anión carbonato, CO₃²⁻, deduzca la estructura de Lewis. Indique y dibuje la geometría molecular del anión, según la TRPECV, y los ángulos de enlace aproximados. Datos: C (Z=6), O (Z=8). (1,0 punto). b. Los puntos de ebullición normales del 1-propanol (propan-1-ol, C₃H₈O) y del metoxietano (etil metil éter, C₃H₈O) son 97,4ºC y 7ºC, respectivamente. Justifique la diferencia en los valores de los puntos de ebullición normales de los dos compuestos. (1,0 punto).
Modelo A
2 puntos(0,5 + 1,5)
Sistema periódico / formulación orgánica
Energía de ionización y grupos funcionales orgánicos
5A. (2,0 puntos) a. Considere los elementos cuyas configuraciones electrónicas en su estado fundamental son: A: 1s²2s²2p⁶3s²3p²; B: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵. Justifique qué elemento, A ó B presenta un mayor valor de la primera energía de ionización. (0,5 puntos). b. Identifique y nombre los grupos funcionales presentes en los siguientes compuestos: i. CH₃-CH₂-OH; ii. CH₃-NH-CH₂-CH=CH₂; iii. CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CHO; iv. CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-COOH; v. CH₃-CH₂-CO-CH₂-CH₂-CH₃; vi. CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃. (1,5 puntos).
Modelo B
2 puntos(0,5 + 1,5)
Estructura atómica / formulación orgánica
Validez de números cuánticos y formulación de isómeros
5B. (2,0 puntos) a. Indique, justificando la respuesta, si los siguientes grupos de números cuánticos son posibles para un electrón en un átomo: i. (3,3,2,-1/2); ii. (3,2,-3,-1/2). (0,5 puntos). b. Formule y nombre los siguientes compuestos orgánicos: i. Dos alquenos, isómeros de cadena, de fórmula molecular C₄H₈; ii. Dos alcoholes, isómeros de posición, de fórmula molecular C₄H₁₀O; iii. Dos isómeros de función de fórmula molecular C₂H₆O. (1,5 puntos).
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