Problema 1. Cálculos estequiométricos. El hierro metálico se disuelve en disoluciones de ácido clorhídrico, de acuerdo con la ecuación química (no ajustada) siguiente: Fe(s) + HCl(ac) → FeCl3(ac) + H2(g). Una pieza de Fe puro se disolvió en 250,0 mL de una disolución de HCl 0,230 M. Tras la reacción se determinó que la concentración de HCl había disminuido hasta 0,146 M. a) Ajuste la ecuación química y calcule la masa (en g) de Fe metálico que reaccionó. (1 punto) b) Calcule la concentración molar de FeCl3 en la disolución final. (0,4 puntos) c) Calcule el volumen (en litros) de dihidrógeno generado, medido a 740 mmHg y 25 ºC. (0,6 puntos) Datos: masas atómicas relativas: H = 1,0; Cl = 35,5; Fe = 55,8. R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹; 1 atm = 760 mmHg.

Problema 2. Equilibrio químico. En un reactor de 1 litro de capacidad, se introducen 0,1 mol de PCl5 y se calienta a 250 °C. A esta temperatura se produce la disociación del PCl5, según la ecuación química: PCl5(g) ⇄ PCl3(g) + Cl2(g). Una vez alcanzado el equilibrio, el porcentaje de disociación del PCl5 es del 48 %. Calcule: a) La presión total en el interior del reactor una vez alcanzado el equilibrio. (0,7 puntos) b) El valor de las constantes Kp y Kc a la temperatura de trabajo. (0,8 puntos) c) Indique razonadamente si, al disminuir el volumen del reactor a la mitad, manteniendo la temperatura constante, el porcentaje de disociación del PCl5 aumentará o disminuirá. (0,5 puntos) Dato: R = 0,082 atm·L·K⁻¹·mol⁻¹.

Problema 3. Química ácido-base. En un laboratorio se dispone de los siguientes ácidos monopróticos: ácido cloroetanoico Ka = 1,51·10⁻³, ácido láctico Ka = 1,48·10⁻⁴, ácido propanoico Ka = 1,32·10⁻⁵, ácido etanoico Ka = 1,78·10⁻⁵. a) Se mide el pH de una disolución 0,1 M de uno de los ácidos, y se obtiene un valor de 2,42. Teniendo en cuenta los datos suministrados, identifique de qué ácido se trata. (1 punto) b) Una disolución del ácido más débil de los que figuran en la lista anterior tiene un pH 3,52. ¿Qué concentración molar tiene? (1 punto)

Problema 4. Reacciones redox. Cálculos estequiométricos. En un medio ácido, el peróxido de hidrógeno, H2O2, reacciona con el permanganato de potasio, KMnO4, de acuerdo con la reacción (no ajustada) siguiente: H2O2(ac) + KMnO4(ac) + H2SO4(ac) → O2(g) + MnSO4(ac) + K2SO4(ac) + H2O(l). a) Escriba la semirreacción de oxidación y la de reducción, así como la ecuación química global ajustada. (1 punto) b) Para determinar el contenido en H2O2, 50,0 mL de una muestra de agua oxigenada, que contenía un exceso de H2SO4, se hicieron reaccionar con una disolución de KMnO4 de concentración 0,225 mol·L⁻¹. Se necesitaron 24,0 mL de la disolución de KMnO4 para que la reacción se completara. Calcule la concentración de H2O2 (en mol·L⁻¹) en el agua oxigenada analizada. (1 punto)

Cuestión 1. Configuración electrónica. Propiedades atómicas y periódicas. Responda razonadamente: a) ¿Qué átomo tiene mayor primera energía de ionización, el calcio (Z = 20) o el germanio (Z = 32)? (0,7 puntos) b) ¿Qué átomo tiene mayor electronegatividad, el potasio (Z = 19) o el arsénico (Z = 33)? (0,7 puntos) c) ¿Qué átomo tiene mayor radio, el magnesio (Z = 12) o el cloro (Z = 17)? (0,6 puntos)

Cuestión 2. Estructura molecular. Estructuras electrónicas de Lewis. a) Dibuje la estructura electrónica de Lewis de la molécula de diclorodifluorometano o freón-12 (CCl2F2) y del metanal o formaldehído (H2CO). (0,6 puntos) b) Indique la hibridación del átomo de C en cada una de estas especies químicas. (0,4 puntos) c) Deduzca la geometría de ambas moléculas. (0,6 puntos) d) Discuta la polaridad de cada una de las moléculas. (0,4 puntos) Datos: Números atómicos, Z: H = 1; C = 6; O = 8; F = 9; Cl = 17. Electronegatividades (Pauling): H = 2,20; C = 2,55; O = 3,44; F = 3,98; Cl = 3,16.

Cuestión 3. Química redox. En el laboratorio se dispone de láminas de plata, cobre y zinc, así como de disoluciones acuosas, de concentración 1 M, de las sales AgNO3, Cu(NO3)2 y Zn(NO3)2. Responda razonadamente: a) ¿Cuál de los tres metales es un reductor más fuerte? (0,6 puntos) b) Construimos una pila con un electrodo formado por una lámina de Ag metálica sumergida en la disolución de AgNO3 y otro formado por una lámina de Zn sumergida en la disolución de Zn(NO3)2. ¿Cuál de los electrodos funciona como ánodo y cuál como cátodo de la pila? ¿Cuál es el potencial estándar de la pila formada? (0,8 puntos) c) Considerando la pila del apartado anterior, discuta si la lámina de zinc que actúa como electrodo aumenta o disminuye de masa a medida que avanza la reacción. (0,6 puntos) Datos: E°(V): Ag⁺|Ag = +0,80; Cu²⁺|Cu = +0,34; Zn²⁺|Zn = –0,76.

Cuestión 4. Química ácido-base. En el laboratorio se dispone de cuatro disoluciones: A (HCl 0,1 M), B (NaOH 0,1 M), C (HF 0,1 M) y D (NH3 0,1 M). Discuta razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas (0,5 puntos cada apartado): a) El pH de la disolución A es mayor que el de la disolución C. b) Cuando se mezclan 50 mL de la disolución A con 25 mL de la disolución B se obtiene una disolución básica. c) El pH de la disolución B es mayor que el de la disolución D. d) Cuando se mezclan 50 mL de la disolución A con 50 mL de la disolución D se obtiene una disolución neutra. Datos: Ka(HF) = 6,6·10⁻⁴; Kb(NH3) = 1,8·10⁻⁵; Kw = 10⁻¹⁴.

Cuestión 5. Cinética química. La cinética de la descomposición del peróxido de hidrógeno, H2O2, al reaccionar con el ion yoduro, I⁻, es de primer orden tanto respecto del H2O2 como del I⁻. Discuta razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas (0,5 puntos cada apartado): a) Un aumento en la concentración de H2O2 no tiene ningún efecto sobre la velocidad de reacción. b) Cuando aumenta la temperatura a la que se produce la descomposición del peróxido de hidrógeno, aumenta la velocidad de la reacción. c) La variación en la concentración del ion yoduro afecta más al valor de la velocidad de reacción que la variación de la concentración de H2O2. d) La velocidad de la reacción se duplica al duplicar el volumen del reactor, manteniendo constante la temperatura.

Cuestión 6. Reactividad y formulación orgánica. Para cada una de las reacciones siguientes, escriba la fórmula de los reactivos orgánicos, complete las reacciones y nombre los compuestos orgánicos resultantes (0,5 puntos cada apartado): a) 2-buteno + bromuro de hidrógeno →; b) 3-pentanol [H2SO4, calor] →; c) 1-butanol + ácido 2-metilpropanoico [H+] →; d) Butanona [LiAlH4 reductor] →.