Concepto de mol y estequiometría de las reacciones químicas






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CONCEPTO DE MOL Y ESTEQUIOMETRÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS


  1. Se dispone de dos disoluciones de etanol: A) 200 g de disolución al 30% en peso y B) una disolución al 80% en peso. Se desea preparar otra disolución de etanol al 50% en peso a partir de las anteriores. Suponiendo que los volúmenes son aditivos, indicar:

    1. La masa que habrá que tomar de la disolución B.

    2. Si la densidad de la disolución al 50% es igual a 0,8114 g/ml, calcular el volumen de esta disolución que habrá que tomar para preparar 500 ml de una disolución de alcohol cuya concentración sea 0,5M. (Castilla y León, 1999)




  1. Se han adquirido dos kg de sulfato de cobre (II) pentahidratado en una droguería y al utilizar dicho reactivo se observa que está impurificado con arena. Una vez realizada la separación de la arena se pesa ésta y se obtienen 26,5 g. Indique:

    1. Cómo hubiera realizado usted la separación de impurezas. Explíquelo y razone la operación

    2. Si se hubieran tomado 30 g del producto comercial inicial, determine la cantidad de sulfato de cobre (II) anhidro presente en 1a misma. (Castilla y León, 1999)




  1. a) ¿Qué volumen de oxígeno a 20 ºC y 750 mm Hg se necesita para quemar 3,00 litros de propano a la misma temperatura?

b) ¿Qué volumen de aire (21% de oxígeno en volumen) se necesitará en las mismas condiciones? Los productos de combustión son dióxido de carbono y agua líquida. (Castilla y León, Junio, 1999)


  1. Se disuelven 35 g de cloruro de magnesio hexahidratado en 250 g de agua siendo la densidad de la disolución igual a 1,131 g/ml. Determinar:

    1. La molaridad y la molalidad de la disolución.

    2. La concentración de la disolución expresando el resultado en porcentaje de sal anhidra.

(Castilla y León, Junio, 1999)


  1. Se tiene un litro de una disolución de ácido sulfúrico de densidad 1,836 g/ml y del 98% en peso. Calcule:

    1. El volumen que hay que tomar de este ácido para preparar 100 ml de una disolución 0,2M.

    2. La cantidad de agua que hay que añadir al ácido concentrado para obtener una disolución 5M de este ácido. (Castilla y León, Septiembre, 1999)




  1. a) ¿Cuántos litros de hidrógeno medidos a 750 mm Hg y 30 ºC pueden obtenerse cuando reaccionan 75 g de cinc metálico que contiene un 10% de impurezas inertes con ácido sulfúrico diluido en exceso?

b) ¿Qué volumen de ácido sulfúrico 0,75M se necesitará para reaccionar con esa cantidad de cinc?

(Castilla y León, Septiembre, 1999)


  1. Justifique de forma razonada la veracidad, o en su caso la falsedad, de cada una de las siguientes aseveraciones:

    1. Al analizar una disolución que contiene Fe3+ como soluto se da como resultado el siguiente dato: 4 ppm. Esto significa que hay 4 mg de Fe3+ por cm3 de disolución.

    2. Una disolución acuosa de H2SO4 tiene una densidad de 1,830 g/cm3 y un 93,64 % de riqueza en peso; por lo tanto su molaridad es 34,94. (Castilla y León, Junio, 2000)




  1. a) Calcule los ml de ácido sulfúrico del 98 % y 1,84 g/cm3 que se necesitan para neutralizar 25 cm3 de una disolución acuosa de hidróxido potásico del 14,5 % en peso y 1,20 g/cm3 de densidad.

b) Calcule cuántos ml de CO2 medidos a 190 °C y 970 mm de Hg, han de pasar a través de 26 ml de una disolución acuosa de hidróxido de bario 0,21 M para que la reacción sea completa en la formación de carbonato de bario. (Castilla y León, Junio, 2000) (2,1 ml)


  1. Un hidrocarburo saturado gaseoso está formado por el 80% de carbono ¿Cuál es su fórmula molecular si la densidad en condiciones normales es 1,34 g/L ? (Castilla y León, Junio, 2002)




  1. Si se parte de un ácido nítrico del 68 % en peso y densidad 1,52 g/mL:

    1. ¿Qué volumen debe utilizarse para obtener 100 mL de ácido nítrico del 55 % en peso y densidad 1,43 g/mL?

    2. ¿Cómo lo prepararía en el laboratorio? (Castilla y León, Junio, 2002) (76,2 ml)




  1. Se desea preparar 10,0 L de ácido fosfórico, H3PO4 , 2,00 M.

    1. Determínese el volumen de ácido fosfórico de densidad 1,53 g/mL y 80% en peso que debe tomarse.

    2. Considere si la proposición siguiente es cierta: “La fracción molar de H3PO4 depende de la temperatura”. (Castilla y León, Septiembre, 2002)




  1. El superóxido de potasio (KO2) se utiliza para purificar el aire en espacios cerrados. El superóxido se combina con el dióxido de carbono y libera oxígeno según la reacción:

          1. 4 KO2 (s) + 2 CO2 (g) → 2 K2CO3 (s) + 3 O2 (g)

    1. Calcular la masa de KO2 que reacciona con 50 L de CO2 en condiciones normales.

    2. Calcular el número de moléculas de oxígeno que se producen. (Castilla y León, Septiembre, 2002)




  1. El cloro se obtiene en el laboratorio según la reacción MnO2 + 4HCl → MnCl2 +H2O + Cl2. Calcule:

    1. La cantidad de reactivos necesarios para obtener 100 litros de cloro medidos a 15 oC y 720 mmHg.

    2. El volumen de ácido clorhídrico 0,6 M que habrá que utilizar. (Castilla y León, Junio, 2003) (4mol; 16 mol; 26,7 L)




  1. El “hielo seco” es dióxido de carbono sólido a temperatura inferior a -55 ºC y presión de 1 atmósfera. Una muestra de 0,050 g de hielo seco se coloca en un recipiente vacío cuyo volumen es de 4,6 L, que se termostata a la temperatura de 50 ºC.

    1. Calcule la presión, en atm, dentro del recipiente después de que todo el hielo seco se ha convertido en gas.

    2. Explique si se producen cambios en la presión y en la cantidad de moles gaseosos si el experimento lo realizáramos termostatando el recipiente a 60 ºC. (Castilla y León, Junio, 2003) (6,6.10-3 atm; 6,8.10-3 atm)




  1. Se desean preparar 250cc de una disolución 0,29 molar de ácido clorhídrico y para ello se dispone de agua destilada y de un reactivo comercial de tal ácido, cuya etiqueta, entre otros, contiene los siguientes datos: HCl densidad 1,184 g/mL y 37,5 % en peso .

    1. ¿Cuántos mililitros del reactivo comercial se necesitarán para preparar la citada disolución?

    2. Explique cómo actuará para preparar la disolución pedida y el material utilizado.

(Castilla y León, Junio, 2003)


  1. Se mezclan las siguientes cantidades de hidróxido de calcio en un matraz: 0,435 g; 1,55x10-3 moles; 30 ml de una disolución 0,011M en esta sustancia; 50 ml de una disolución que contiene 0,61 moles de este compuesto en 1 litro de disolución. Suponiendo que el volumen final de disolución es de 80 ml y que la densidad de la disolución final es igual a 1,053 g / ml. Calcule:

    1. La molaridad de la disolución resultante.

    2. La molalidad de la misma. (Castilla y León, Septiembre, 2003)




  1. Para transformar completamente el fósforo blanco en ácido H3PO4 utilizando ácido nítrico se debe emplear un exceso del 50% de ácido nítrico respecto de la cantidad estequiométrica ¿Qué cantidad (en kg) de ácido nítrico del 35% deberá emplearse para oxidar completamente 10 kg de fósforo blanco de acuerdo con la reacción: 3P + 5 HNO3 + 2H2O → 3 H3PO4 + 5NO?

(Castilla y León, Septiembre, 2003)


  1. Por combustión de propano con suficiente cantidad de oxígeno se obtienen 300 litros de CO2 medidos a 0,96 atm y 285 K. Calcular:

    1. Número de moles de todas las sustancias que intervienen en la reacción.

    2. Volumen de aire necesario, en condiciones normales, suponiendo que la composición volumétrica del aire es 20% de oxígeno y 80% de nitrógeno. (Castilla y León, Junio, 2004)




  1. Indicar, razonadamente, si son ciertas o falsas las proposiciones siguientes:

    1. Para preparar 100 ml de una disolución acuosa de ácido clorhídrico 0,1 M se deben utilizar 0,858 ml cuando se parte de una disolución acuosa de ácido clorhídrico comercial del 36% en peso y densidad de 1,18 g ml-1.

    2. Una disolución acuosa de ácido clorhídrico 1,2 M posee mayor número de moles y mayor número de gramos de soluto por litro de disolución que una disolución acuosa de ácido nítrico 0,8 M. (Castilla y León, Junio, 2004)




  1. Se tiene una mezcla formada por dos sólidos blancos pulverizados: clorato potásico y cloruro potásico. Cuando 60 g de esta mezcla se someten a un calentamiento intenso y prolongado, se liberan 8 g de oxígeno. Se sabe que el clorato potásico se descompone por calentamiento prolongado dando cloruro potásico (sólido) y oxígeno (gas).

    1. Formule la ecuación química del proceso que tiene lugar durante el calentamiento.

    2. Calcule el tanto por ciento del cloruro potásico en la mezcla inicial.

(Castilla y León, Septiembre, 2004)


  1. a) ¿Cuántos gramos de K2Cr2O7 serán necesarios para preparar 100 mL de una disolución acuosa que contenga 50 mg de ion Cr2O72- por mL?

b) Exprese, en partes por millón (p.p.m.), la concentración del aluminio contenido en una planta cuyo análisis dio como resultado un contenido en Al de 0,0025 %. (Castilla y León, Septiembre, 2004)


  1. La etiqueta de una botella de ácido nítrico señala como datos del mismo: densidad 1,40 kg/L y riqueza 65 % en peso, además de señalar sus características de peligrosidad.

    1. Qué volumen de la misma se necesitarán para preparar 250 cm3 de una disolución 0,5 M.

    2. Explique el procedimiento seguido en el laboratorio y dibuje y nombre el material necesario para su preparación. (Castilla y León, Junio, 2005)




  1. Al quemar 60 cm3 de una mezcla de metano y etano, medidos a 0 ºC y 1 atm de presión, con cantidad suficiente de oxígeno, se producen 80 cm3 de dióxido de carbono, medidos en las citadas condiciones, y agua.

    1. Cuál es la composición porcentual de la mezcla expresada en volumen.

    2. Cantidad de oxígeno, expresada en moles, necesaria para la combustión total de la mezcla.

(Castilla y León, Septiembre, 2005)


  1. Se tiene una disolución de ácido sulfúrico de riqueza del 98 % en peso y densidad 1,84 g cm-3.

    1. Calcule la molalidad del citado ácido.

    2. Calcule el volumen de ácido sulfúrico necesario para preparar 100 cm3 de disolución del 20 % y densidad 1,14 g cm-3. (Castilla y León, Septiembre, 2005)




  1. El aluminio metálico reacciona con el ácido clorhídrico produciendo cloruro de aluminio y gas hidrógeno. Formula la ecuación correspondiente y ajústala. Si reaccionan totalmente 15,0 g de aluminio, calcula: a) los moles de hidrógeno que se obtendrán, b) los gramos de cloruro de aluminio producidos al mismo tiempo.

Solución: 2 Al (s) + 6 HCl (aq) → 2 AlCl3 (aq) + 3 H2 (g) ; 0,83 moles de H2; 74,13 g de AlCl3


  1. Calcula el volumen de hidrógeno gas que se produce en condiciones normales cuando reaccionan 12,0 g de sodio con agua. En la reacción también se produce hidróxido de sodio.

Solución: 2 Na (s) + 2 H2O (l) → 2 NaOH (aq) + H2 (g) ; 5,85 L de H2 (g)


  1. El sulfuro de hidrógeno gas reacciona con el oxígeno formando dióxido de azufre y agua. Calcula los gramos de dióxido de azufre gas se obtendrán si reaccionan 10 L de sulfuro de hidrógeno, medidos a 20 ºC y 99960 Pa. (26,33g)




  1. La reacción entre el hierro y el vapor de agua a alta temperatura produce Fe3O4 y gas hidrógeno. Calcula cuántos litros de hidrógeno medidos a 30 ºC y 0,97 atm pueden obtenerse si reaccionan totalmente 30,0 g de hierro. (18,33 L)




  1. Disponemos de una disolución acuosa de ácido clorhídrico al 20 % en masa, cuya densidad es 1056 kg/m3. Calcula la molaridad y la molalidad del soluto y las fracciones molares del soluto y el disolvente. (5,79 M, 6,85 m, χ (HCl) = 0,110, χ (H2O) = 0,890)




  1. Calcula la masa de cobre que se obtiene al reaccionar 200 mL de disolución de sulfato de cobre (II) al 20 % en peso y de densidad 1,10 g/mL con suficiente hierro. En la reacción también se produce sulfato de hierro (II). (17,5 g de Cu).




  1. Por calentamiento de pirita, FeS2, en presencia de oxígeno del aire se produce dióxido de azufre y óxido férrico.

    1. Calcula los gramos de óxido de hierro (III) que se obtienen si se tratan de este modo 1000 g de pirita de 80 % de riqueza en peso. (532,42 g de Fe2O3)

    2. Calcula el volumen de aire, de 21 % de riqueza en oxígeno, que se precisa en dicha reacción, medido en condiciones normales. (1955,9 L de aire)




  1. Se desean quemar 56,8 L de gas metano medidos en condiciones normales, utilizando para ello 200 g de oxígeno. La reacción produce dióxido de carbono y agua. Calcula los gramos de dióxido de carbono que se obtendrán. (109,6 g de CO2)




  1. Se hacen reaccionar 10,0 g de óxido de aluminio con exceso de ácido clorhídrico y se obtienen 25,0 g de cloruro de aluminio. Calcula el rendimiento de la reacción. (95,60 %)




  1. Calcula cuántos litros de hidrógeno gas se obtendrán en condiciones normales tratando 90,0 g de cinc con exceso de ácido sulfúrico si el rendimiento previsto para la reacción es del 80 %. (24,6 L de H2)




  1. Una muestra de 1,00 g compuesta de carbonato de sodio y carbonato potásico, se trata con ácido clorhídrico y se obtiene una mezcla de 1,091 g de cloruro de sodio y cloruro de potasio. Calcula la composición de la mezcla inicial en tanto por ciento de cada componente. (50 % Na2CO3 y 50 % K2CO3)




  1. El ácido sulfúrico se obtiene industrialmente mediante una serie de reacciones consecutivas que pueden resumirse de la siguiente forma:

4 FeS2 (s) + 11 O2 (g) → 2 Fe2O3 (s) + 8 SO2 (g)

2 SO2 (g) + O2 (g) → 2 SO3 (g)

SO3 (g) + H2O (g) → H2SO4 (l)

Se hacen reaccionar 10 g. de cinc metálico con ácido sulfúrico en exceso. Calcule: a) El volumen de hidrógeno que se obtiene, medido a 27 ºC y 740 mm de mercurio de presión. b) La masa de sulfato de cinc formada si la reacción tiene un rendimiento del 80%. (Andalucía. Junio. 2000)


  1. Razone qué cantidad de las siguientes sustancias tiene mayor numero de átomos: a) 0,5 moles de SO2; b) 14 gramos de nitrógeno molecular; c) 67,2 litros de gas helio en condiciones normales de presión y temperatura. (Andalucía. Junio. 2000)




  1. Cierta cantidad de una aleación de cobre y plata, que contiene un 43 % de cobre, se trata con ácido nítrico hasta la disolución de los metales como iones plata (I) y cobre (II). La disolución resultante se trata con exceso de ácido clorhídrico, obteniéndose un precipitado de cloruro de plata que, una vez seco, pesó 1,10 g. Calcule la canti­dad en gramos de la aleación de la que se ha partido. (Aragón. Junio. 2000).
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