Leyes ponderales



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PROBLEMAS ADICIONALES TEMA 1 QUÍMICA 12º

Víctor M. Jiménez

J. Dpto.

3

19/07/2011

de




LEYES PONDERALES

NIVEL 1


  1. 5.00 g de agua tienen 4.44 g de oxígeno; 2.40 g de agua tienen 2.13 g de oxígeno; 12.35 g de agua tienen 10.98 g de oxígeno. Comprueba la ley de Proust con estos datos.




  1. El cloruro sódico tiene una proporción de 1.54 g de cloro por cada gramo de sodio. Según eso, y aplicando la ley de Proust, ¿cuánto sodio corresponde a 20.56 g de cloro?




  1. Siguiendo con el problema anterior, ¿cuánto sodio y cloro habrá en un envase de 1 kg de sal?




  1. 3,068 g de Mg se unen con 2,018 g de O para formar óxido de magnesio. Calcular las masas de Mg y de O que deben combinarse para formar 423,5 g de dicho óxido.




  1. Al analizar dos óxidos de calcio de distinta procedencia se han obtenido las siguientes proporciones: 1ª muestra: 1,004 g de Ca y 0,400 g de O; 2ª muestra: 2,209 g de Ca y 0,880 g de O. Explica si se cumple la ley de Proust.




  1. Emplea el agua (H2O) y el agua oxígenada (H2O2) para demostrar la ley de Dalton.




  1. ¿Qué proporción tienen entre sí las cantidades de Fe que se combinan con 16 g de O en los óxidos de hierro FeO, Fe3O4 y Fe2O3?




  1. Aplica la ley de Dalton para calcular la proporción entre el azufre que se combina con 16 g de oxígeno en el dióxido de azufre y el trióxido de azufre.




  1. Dos cloruros de hierro contienen 34,43% y 44,05% de hierro. Justifica que se cumple la ley de las proporciones múltiples.




  1. Para comprobar la ley de Richter, se toman H2S, SO2 y H2O. En el primero hay 1 g de H por cada 16 g de S; en el segundo hay 1 g de O por gramo de S (o sea 16 g de O por 16 g de S). Eso nos lleva a que habría un tercer compuesto donde la proporción H:O debería ser 1:16, ¿se cumple eso en el H2O? ¿Valdría para la demostración el H2O2?




  1. La proporción O:Ca en CaO es 16:40; la proporción S:Ca en CaS es 32:40. ¿Hay algún compuesto de S y O en el que la proporción sea 32:16?




  1. Calcula las proporciones Mg:S y O:S en MgS y SO3. A partir de esas proporciones, calcula la que debería salir entre Mg y O en el MgO y compárala con la real. ¿Se cumple la ley de Richter?


NIVEL 2


  1. Tres muestras de carbono puro de 3.62, 5.91 y 7.07 g de peso, se quemaron en un exceso de aire. Las masas de dióxido de carbono obtenidas, único producto en cada caso, fueron 13.26, 21.66 y 25.91 g, respectivamente. Compruebe que se cumple la ley de proporciones constantes de Proust y calcúlese el porcentaje en masa de ambos elementos. Sí, O/C=3.66. 27.3% C y 72.7% O.




  1. El fósforo forma dos compuestos con el cloro. En el primer compuesto, 1.000 g de fósforo se combinan con 3.433 g de cloro, y en el segundo, 2.500 g de fósforo se combinan con 14.308 g de cloro. Demuestre que estos resultados son consistentes con la ley de Dalton de las proporciones múltiples. 14.38/2.5=5.723; 3.433/5.723=0.5990.6=3:5




  1. El magnesio y el oxígeno se combinan en la relación de 3:2 ,determina si al combinar 12g de magnesio con 10g de oxígeno la reacción ocurre completamente y qué cantidad de óxido de magnesio se habrá de formar de acuerdo con las ley de proporciones definidas




  1. El calcio y el oxígeno se combinan en una relación de 5:2. Determina si al combinar 8g de calcio con 3,75g de oxígeno la reacción es completa y qué cantidad de óxido de calcio (cal) se forma de acuerdo con la ley de proporciones definidas.




  1. Los boranos son un conjunto de compuestos inorgánicos formados por B e H. El porcentaje de boro de cuatro de ellos es: 78.3 %, 81.2 %, 86.6 % y 93.1 %. Demuestre con estos datos la ley de Dalton.




  1. Un óxido de yodo contiene un 18.41 5 de oxígeno; un óxido de calcio tiene un 80.4 % de calcio; finalmente, un yoduro de calcio tiene un 52.34 % de yodo. Enuncia y demuestra la ley ponderal que ilustran estos datos. Ley de Richter.


NIVEL 3


  1. Dos elementos A y B forman varios compuestos en los que el porcentaje de A varía del siguiente modo: 36.4 %, 53.3 %, 63.2 %, 69.6 % y 74.1 %. Enuncia y demuestra la ley ponderal que ilustran estos datos.




  1. Dos elementos A y B forman varios compuestos en los que las cantidades de cada uno vienen dadas por la siguiente tabla:







Cpto. 1

Cpto. 2

Cpto. 3

Masa de A (g)

1.23

0.98

2.04

Masa de B (g)

0.40

0.63

1.97

Enuncia y demuestra la ley ponderal que ilustran estos datos.




  1. El análisis de tres compuestos muestra la siguiente composición:

Compuesto 1º: 2.004 g de A y 0.673 g de B

Compuesto 2º: 1.336 g de A y 0.533 g de C

Compuesto 3º: 4.23 g de B y 50.03 g de C.

Muestre qué ley ponderal queda ilustrada con estos datos. Ley de Richter




  1. El análisis de tres compuestos muestra la siguiente composición:







A

B

C

Cpto. 1

2.004 g

3.545 g




Cpto. 2

1.336 g




0.533 g

Cpto. 3




2.836 g

1.920 g

Demuestra la ley ponderal que ilustran estos datos.



ESTEQUIOMETRÍA
NIVEL 1


  1. Ajusta las siguientes reacciones químicas:

H2+ O2  H2O

N2 +  H2     NH3

H2O + Na   Na(OH) + H2

KClO3  KCl + O2

BaO2 + HCl  BaCl2 + H2O2

H2SO4 + NaCl   Na2SO4 + HCl

FeS2   Fe3S4 + S2

H2SO4 + C    H2O + SO2 + CO2

SO2 + O2   SO3

NaCl   Na + Cl2

HCl + MnO2   MnCl2 + H2O + Cl2

K2CO3 + C   CO + K

Ag2SO4 + NaCl   Na2SO4 + AgCl

NaNO3 + KCl   NaCl + KNO3



Fe2O3 + CO   CO2 + Fe


  1. ¿Cuántos átomos de O hay en 1g de agua? ¿Y cuántos átomos totales?




  1. ¿Cuánto pesa 1 molécula de cloro gaseoso?




  1. ¿Cuántos iones cloruro hay en 20 mL de disolución de cloruro sódico de 1.5 g/L?




  1. Calcule el porcentaje de carbono presente en la cadaverina, C5H14N2, un compuesto presente en la carne en descomposición. 58.82% C




  1. Calcule el porcentaje de carbono presente en (CH2CO)2C6H3(COOH). 64.71% C




  1. Indique la concentración de cada ion o molécula presente en una solución de NaOH 0.14 M. 0.14 M Na+ y 0.14 M OH-




  1. Indique la concentración de cada ion o molécula presente en una solución de CaBr2 0.25 M. 0.25 M Ba2+ y 0.50 M OH-




  1. Indique la concentración de los iones presentes en una solución de Ca(HCO3)2 0.20 M. 0.20 M Ca2+ y 0.40 M HCO3-




  1. Si se determina que hay 5.20 g de una sal en 2.500 L de una solución 0.500 M, ¿cuántos gramos estarían presentes en 2.50 mL de una solución 1.50 M? 0.156 g.




  1. ¿Cuántos mililitros de solución de Ca(OH)2 0.1000 M se necesitan para suministrar 0.05000 moles de Ca(OH)2? 500 mL.




  1. Si se diluyen 200 mL de una solución de NaOH 2.50 M en 500 mL, ¿cuál es la nueva concentración de NaOH? 1.0 M.




  1. ¿Qué masa de etanol, C2H5OH, se necesita para preparar 300 mL de una solución 0.500 M? 6.9 g.


NIVEL 2


  1. ¿Qué volumen de solución 0.115 M de HClO4 se necesita para neutralizar 50.00 mL de NaOH 0.0875 M? 38.04 mL




  1. ¿Qué volumen de HCl 0.128 M se necesita para neutralizar 2.87 g de Mg(OH)2? 770 mL




  1. ¿Qué volumen de H2SO4 0.125 M se necesita para neutralizar 25.21 mL de NaOH 0.540 M? 54.45 mL.




  1. ¿Qué volumen de H2SO4 0.125 M se necesita para neutralizar 2.50 g de Ca(OH)2? 270.3 mL.




  1. ¿Qué volumen de H2SO4 0.125 M se necesita para precipitar todo el bario de 10.00 mL de una solución de nitrato de bario 0.150 M? 12 mL.




  1. ¿Cuál es la masa del precipitado que se forma cuando se agregan 12.0 mL de NaCl 0.150 M a 25.00 mL de una solución de AgNO3 0.0500 M? 0.178 g.




  1. Cierto volumen de una solución 0.50 M contiene 4.5 g de cierta sal. ¿Qué masa de la sal está presente en el mismo volumen de una solución 2.50 M? 22.5 g




  1. ¿Cuántos mililitros de solución 1.50 M de KOH se necesitan para suministrar 0.125 mol de KOH? 83.3 mL




  1. Se derrama un poco de ácido sulfúrico sobre una mesa de laboratorio. El ácido se puede neutralizar espolvoreando bicarbonato de sodio sobre él para después recoger con un trapo la solución resultante. El bicarbonato de sodio reacciona con el ácido sulfúrico de la forma siguiente:

2NaHCO3 (s) + H2SO4 (ac) --> Na2SO4 (ac) + 2CO2 (g) + 2 H2O (l)

Se agrega bicarbonato de sodio hasta que cesa el burbujeo debido a la formación de CO2 (g). Si se derramaron 35 mL de H2SO4 6.0 M, ¿cuál es la masa mínima de NaHCO3 que es necesario agregar para neutralizar el ácido derramado? 35.28 g.




  1. Se prepara una solución mezclando 30.0 mL de HCl 8.00 M, 100 mL de HCl 2.00 M y agua suficiente para completar 200.0 mL de solución. ¿Cuál es la molaridad del HCl en la solución final? 1.0 M.




  1. La ecuación siguiente representa la pirólisis de diciclopentadieno para dar ciclopentadieno. La densidad del diciclopentadieno y del ciclopentadieno es de 9.82 g/mL y 0.802 g/mL, respectivamente. ¿Cuántos mL de ciclopentadieno se pueden obtener a partir de 20.0 mL de diciclopentadieno, C10H12(l) 2 C5H6(l)? 244.89 mL




  1. El aluminio y el oxígeno reaccionan de acuerdo con la ecuación siguiente:

4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s)

En cierto experimento se hicieron reaccionar 4.6 g de Al con un exceso de oxígeno y se obtuvieron 6.8 g de producto. ¿Cuál fue el rendimiento porcentual de la reacción?




  1. El ácido acético puro, conocido como ácido acético glacial, es un líquido con una densidad de 1.049 g/mL a 25°C. Calcule la molaridad de una solución de ácido acético preparada disolviendo 10.00 mL de ácido acético a 25°C en agua suficiente para completar 100.0 mL de solución. 1.75 M




  1. Al hacer reaccionar sulfito de sodio con ácido nítrico se obtienen entre otros productos 50 L de dióxido de azufre a 30 ºC y 900 Torr. Se desea saber: a) volumen de disolución de nítrico de densidad 1.4134 g/mL y 70 % de riqueza necesarios para la reacción, b) los gramos de sulfito de sodio del 98 % de riqueza que se necesitan. a) 303.5 mL; b) 306.49 g.




  1. El ácido sulfúrico comercial posee una densidad de 1.83 g/mL. Se toman 25 mL de dicho ácido y se hacen reaccionar con hidróxido férrico del 98 % de riqueza. En la reacción se obtienen 14.07 L de vapor de agua a 110 ºC y 2 atm. Calcular: a) la riqueza en peso del sulfúrico; b) los gramos de hidróxido férrico que se necesitan para el proceso. a) 95.96 %; b) 16.29 g.




  1. Tenemos una disolución de nitrato de aluminio de densidad 1.25 g/mL y 40 % de riqueza. Calcular: a) volumen de esta disolución necesarios para preparar 500 mL de una segunda que sea 2 M; b) los gramos de sal que se obtendrán al reaccionar 300 mL de la disolución original de nitrato de aluminio con 7 g de disolución de ácido clorhídrico de densidad 1.18 g/mL y 36.5 % de riqueza. a) 0.426 L; b) 94.01 g.




  1. Una muestra de 400 g de carbonato de calcio impura reacciona con 500 mL de disolución de ácido clorhídrico de densidad 1.56 g/mL y 32 % de riqueza. Calcular: a) volumen de dióxido de carbono que se obtiene medido a 200 ºC y 980 Torr; b) porcentaje de carbonato de la muestra original. a) 102.85 L; b) 85.5 %.




  1. Sobre 500 mL de disolución de nitrato de bario de densidad 1.2 g/mL y 60 % de riqueza se añade sulfúrico 6 M para precipitar todo el bario como sulfato. Calcular: a) molaridad de la disolución de nitrato de bario; b) volumen de sulfúrico utilizado; c) peso de sal obtenido. a) 11.43 M; b) 0.952 L; c) 1333.31 g.




  1. Un método de laboratorio para preparar O2(g) consiste en la descomposición de KClO3(s): 2 KClO3 (s) se descompone en 2 KCl (s) + 3 O2(g) ¿Cuántos moles de O2(g) se producen cuando se descomponen 32.8 g de KClO3(s)? ¿Cuántos gramos de KClO3(s) deben descomponerse para obtener 50.0 g de O2(g)? 0.40 mol O2; 127.6 g KClO3




  1. La fermentación de glucosa, C6H12O6, produce alcohol etílico, C2H5OH, y dióxido de carbono:

C6H12O6 (ac) 2C2H5OH(ac) + 2CO2(g)

¿Cuántos gramos de etanol se pueden producir a partir de 10.0 g de glucosa? 5.11g




  1. Las bolsas de aire para automóvil se inflan cuando se descompone rápidamente azida de sodio, NaN3, en los elementos que la componen según la reacción:

2NaN3 2Na + 3N2

¿Cuántos gramos de azida de sodio se necesitan para formar 5.00 g de nitrógeno gaseoso? 7.74 g


NIVEL 3


  1. El oxígeno gaseoso desprendido al calcinar 0.980 g de clorato de potasio se hace reaccionar con 224.15 mL de hidrógeno, medido a 27 ºC y 1 atm. Calcular: a) el número de moléculas de agua obtenidos, b) si la cantidad de agua obtenida se añade a trióxido de azufre, ¿qué cantidad de disolución de ácido sulfúrico de densidad 1.453 g/mL y 54 % de riqueza se obtendrá? a) 1.44·1022 moléculas; b) 3.00 mL.




  1. Hacemos reaccionar 13 g de sulfito de potasio con 10 mL de ácido clorhídrico de densidad 1.38 g/mL y 36 % de riqueza. Calcular: a) volumen de dióxido de azufre obtenido a 1400 Torr y 120 ºC; b) gramos de sal que se forman; c) moles de átomos de cloro contenidos en dicha sal. a) 1.19 L; b) 10.15 g; c) 0.136 moles.




  1. Una muestra de 145 g impuros de nitrato amónico se hace reaccionar con hidróxido cálcico del 95 % de pureza, obteniéndose 25 L de amoniaco a 27 ºC y 1200 Torr. Calcular:a ) la riqueza en peso de la muestra original; b) la cantidad de hidróxido cálcico necesaria para la reacción. a) 88.53 %; b) 62.32 g.




  1. Hacemos reaccionar 100 mL de disolución de ácido sulfúrico de densidad 1.65 g/mL y 73 % de riqueza con 70 g de hidróxido sódico del 95 %. Determinar: a) molaridad de la disolución del ácido; b) cantidad de reactivo en exceso; c) los gramos de sal obtenidos; d) el volumen de agua desprendido a 110 ºC y 950 Torr. a) 12.29 M; b) 39.2 g de sulfúrico; c) 118.03 g; d) 41.71 L.




  1. El tricloruro de fósforo, PCl3 es un compuesto importante desde el punto de vista comercial y es utilizado en la fabricación de pesticidas, aditivos para la gasolina y otros productos. Se obtiene de la combinación directa del fósforo y el cloro P4 (s) + 6 Cl2 (g), formando 4 PCl3(l). ¿Qué masa de PCl3 (l) se forma en la reacción de 125 g de P4 con 323 g de Cl2? 417.02 g




  1. El carburo de silicio, SiC, se conoce por el nombre común de carborundum. Esta dura sustancia, que se utiliza comercialmente como abrasivo, se prepara calentando SiO2 y C a temperaturas elevadas:

SiO2(s) + 3C(s) SiC(s) + 2CO(g)

¿Cuántos gramos de SiC se pueden formar cuando se permite que reaccionen 3.00 g de SiO2 y 4.50 g de C? 2 g SiC




  1. ¿Qué masa de cloruro de plata se puede preparar a partir de la reacción de 4.22 g de nitrato de plata con 7.73 g de cloruro de aluminio? 6.98 g AgCl

AgNO3 + AlCl3 Al(NO3)3 + AgCl


  1. En la reacción Fe(CO)5 + 2PF3 + H2 Fe(CO)2(PF3)2(H)2 + 3CO, ¿cuántos moles de CO se producen a partir de una mezcla de 5.0 mol de Fe(CO)5, 8.0 mol PF3, y 6.0 mol H2? 6 mol CO

DETERMINACIÓN DE FÓRMULAS
NIVEL 2


  1. Indique la fórmula empírica del compuesto siguiente si una muestra contiene 57.9 por ciento de C, 3.6 por ciento de H y 38.6 por ciento de O en masa. C4H3O2




  1. Indique la fórmula empírica del compuesto siguiente si una muestra contiene 40.0 por ciento de C, 6.7 por ciento de H y 53.3 por ciento de O en masa. CH2O




  1. Cuál es la fórmula molecular del compuesto siguiente? Fórmula empírica CH, masa molar 78 g/mol. C6H6




  1. ¿Cuál es la fórmula molecular del compuesto siguiente? Fórmula empírica C2H3, masa molar 54 g/mol. C4H6




  1. Determine la fórmula empírica de un compuesto que tiene 48.38% C, 8.12% H y  53.5% O por masa. C6H12O5




  1. Determine la fórmula empírica para el óxido que contiene 42.05 g de nitrógeno y 95.95 g de oxígeno. NO2




  1. Un compuesto tiene una fórmula empírica de ClCH2 y un peso molecular de 98.96 g/mol.  Calcule su fórmula molecular. Cl2C2H4


NIVEL 3


  1. Al quemar 0.265 g de un compuesto orgánico de C, H y O se obtienen 0.2698 L de CO2 en CC. NN. y 0.2168 g de agua. Se sabe que 2.19 g del compuesto, añadidos a 2 L de benceno determinan una temperatura de ebullición de la disolución de 80.02 ºC. Calcular: a) fórmula empírica y molecular del compuesto; b) volumen de disolución 2 M de ácido carbónico que se obtendrá al recoger el CO2 obtenido en el proceso sobre agua. Datos: densidad del benceno: 0.879 g/mL, temperatura de ebullición del benceno: 80 ºC, constante ebulloscópica del benceno 0.75. a) y b) C2H4O; c) 0.006 L.




  1. En la combustión de 1.482 g de un hidrocarburo se obtienen 1.026 g de agua y 11.400 g de carbonato de calcio al absorber el dióxido de carbono en disolución de hidróxido de calcio. A 100 ºC y 748 Torr, un recipiente de 246.3 mL de capacidad contiene 0.620 g de sustancia en estado vapor. Calcular: a) fórmula empírica y molecular del compuesto; b) número de moléculas existentes en los 1.482 g de hidrocarburo; c) volumen de aire en CC. NN. necesarios para la combustión (21 % de oxígeno). a) CH, C6H6, b) 1.14·1022 moléculas; c) 15.2 L.




  1. Se investiga la fórmula molecular de la urea (contiene C, H, O y N). Al quemar 1.515 g de urea se forman 1.110 g de dióxido de carbono y 0.909 g de agua. Al liberar el nitrógeno contenido en 0.2536 g de urea se producen 102.6 mL de nitrógeno a 17 ºC y 758 Torr. Finalmente, sabemos que 0.169 g de sustancia ocupan 68 mL a 17 ºC y 758 Torr. Calcular: a) fórmula empírica y molecular del compuesto; b) la masa de una molécula. a) y b) CH4N2O; c) 9.96·10-23 g.




  1. Una muestra gaseosa de 1.192 g de un compuesto de boro e hidrógeno ocupa un volumen de 968 mL en CC. NN. Cuando la muestra se quema con exceso de oxígeno, todo su hidrógeno pasa a formar 2.34 g de agua y todo su boro queda como trióxido de diboro. Calcular: a) fórmula empírica y molecular del compuesto; b) el peso de óxido de boro obtenido en la combustión; c) volumen de aire necesario para la misma en CC. NN. a) BH3, B2H6; b) 3.01 g; c) 13.82 L.




  1. Cuando se quemaron 0.210 g de un compuesto que contenía solo hidrógeno y carbono se recobraron 0.660 g de CO2. a) ¿Cuál es la fórmula empírica del compuesto? b) La determinación de la densidad de este hidrocarburo dio un valor de 1.87 g/L a 273.1 K y 1 atmósfera. ¿Cuál es la fórmula molecular del compuesto? C3H6


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