problemas propuestos estequimetria_12-11-09

UIGV-FIAI Química IIng Industrial Ciclo Académico 2009-III

EJERCICIOS PROPUESTOS DE ESTEQUIOMETRIA

1) En un alto horno, el mineral de hierro, Fe2O3, se convierte en hierro mediante la reacción: Fe2O3 (s) + 3 CO (g) -----> 2 Fe (l) + 3 CO2 (g)

a) ¿Cuántos moles de monóxido de carbono se necesitan para producir 20 moles de hierro?

b) ¿Cuántos moles de CO2 se desprenden por cada 10 moles de hierro formado? Solución: a) 30 moles CO b) 15 moles CO2

2) Carbonato de calcio se descompone por la acción del calor originando óxido de calcio y dióxido de carbono.

a) Formula la reacción que tiene lugar y ajústala. b) Calcula qué cantidad de óxido de calcio se obtiene si se descompone

totalmente una tonelada de carbonato de calcio. Solución:560 kg CaO

3- ¿Qué cantidad de gas cloro se obtiene al tratar 80 g de dióxido de manganeso con exceso de HCl según la siguiente reacción? MnO2 + 4 HCl ---> MnCl2 + 2 H2O + Cl2 Solución: 62,24 g de Cl2

4) La sosa cáustica, NaOH, se prepara comercialmente mediante reacción del NaCO3 con cal apagada, Ca(OH)2. ¿Cuántos gramos de NaOH pueden obtenerse tratando un kilogramo de Na2CO3 con Ca(OH)2? 2NaOH +CaCO3 Na2CO3 + Ca(OH)2

Solución: 755 g de NaOH

5) Cuando se calienta dióxido de silicio mezclado con carbono, se forma carburo de silicio (SiC) y monóxido de carbono. La ecuación de la reacción es:

SiO2 (s) + 3 C (s) -----> SiC (s) + 2 CO (g) Si se mezclan 150 g de dióxido de silicio con exceso de carbono, ¿cuántos

gramos de SiC se formarán? Solución:100 g de SiC

6) Calcular la cantidad de cal viva (CaO) que puede prepararse calentando 200 g de caliza con una pureza del 95% de CaCO3.

CaCO3 ---> CaO + CO2 Solución: 107 g de CaO

7) La tostación es una reacción utilizada en metalurgia para el tratamiento de los minerales, calentando éstos en presencia de oxígeno. Calcula en la siguiente reacción de tostación:

2 ZnS + 3 O2 à 2 ZnO + 2 SO2 La cantidad de ZnO que se obtiene cuando se tuestan 1500 kg de mineral de ZnS de una riqueza en sulfuro (ZnS) del 65%. Datos: Znn = 65,4. ; S = 32, O = 16 . Solución: 814,8 kg de ZnO

Docente: Ing Robert Vega Barrantes


8) ¿Qué masa, qué volumen en condiciones normales, y cuántos moles de CO2 se desprenden al tratar 205 g de CaCO3 con exceso de ácido clorhídrico según la siguiente reacción?

CaCO3 + 2 HCl à CaCl2 + H2O + CO2 Solución: 90,14 g; 45,91 litros; 2,043 moles

9) Se tratan 4,9 g de ácido sulfúrico con cinc. En la reacción se obtiene sulfato de cinc e hidrógeno.

a) Formula y ajusta la reacción que tiene lugar. b) Calcula la cantidad de hidrógeno desprendido. c) Halla qué volumen ocupará ese hidrógeno en condiciones normales.

Solución: a) 0,1 g de H2 b) 1,12 litros de H2

10) ¿Qué volumen de hidrógeno medido a 30 °C y 780 mm de Hg se obtiene al tratar 130 g de Zn con exceso de ácido sulfúrico? Solución: 48,18 litros de H2

11) Tenemos la siguiente reacción química ajustada: H2SO4 + Zn à ZnSO4 + H2 ¿Qué volumen de hidrógeno se puede obtener a partir de 10 g de Zn, si las condiciones del laboratorio son 20 °C y 0,9 atm de presión? Datos: Zn = 65,4 S = 32. ;O= 16. ;H = 1. Solución: 4,08 litros de H2

12) El acetileno, C2H2, arde en presencia de oxígeno originando dióxido de carbono y agua.

a) Escribe la ecuación química de la reacción. b) ¿Qué volumen de aire (21% O2), que se encuentra a 17 °C y 750 mm de Hg,

se necesita para quemar 2 kg de acetileno? Solución: 22086 litros de aire

13) Mezclamos 1 litro de flúor con suficiente cantidad de monóxido de nitrógeno, medidos ambos en condiciones normales. ¿Cuántos gramos de FNO se formarán? La ecuación de la reacción que tiene lugar es

F2 (g) + 2 NO (g) à 2 FNO (g) Solución: 4,37 g de FNO

14)- ¿Cuantas moléculas de O2 pueden obtenerse por la descomposición de 300 g de KClO3 de acuerdo a la siguiente ecuación no igualada? KClO3 KCl + O2

Solucion: 2.21 x 1024

15- Si se hace reaccionar 28 g de nitrógeno con 9.02 g de hidrógeno, calcular la masa de amoniaco formada.Solucion: 34.1 g

16.- Si se hace reaccionar 64 g de metano con 355 g de cloro, de acuerdo a la ecuación: CH4 + 4Cl2 CCl4 + 4 HClCalcular la cantidad de CCl4 y HCl formado.



Solucion: 1.25 y 5 moles

17.- Dada la siguiente reacción química. Ca(OH)2 + 2 SO2 Ca(HSO3)2

Determine la masa en g, de sulfito ácido de calcio obtenida al hacer reaccionar 64,8 g de hidróxido de calcio con 52,4 g de dióxido de azufre.Solucion: 81.8 mol

18.- La soda cáustica, NaOH, se prepara comercialmente mediante la reacción de carbonato de sodio con cal apagada, Ca(OH)2. Determine la masa de soda cáustica que se puede obtener al hacer reaccionar 50.0 kg de carbonato de sodio de 95.8% de pureza con exceso de cal apagada.Solucion: 36.2 kg

19.- Al calentar sulfuro de hierro (II) en oxigeno gaseoso se produce oxido de hierro (III) y dióxido de azufre. Determine la masa de oxido de hierro (III) producido al hacer reaccionar 240 g de sulfuro de hierro (II) de 87.2 % de pureza en exceso de oxigeno.

FeS + O2 Fe2O3 + SO2

Solucion:190 g

20.- El tetracloruro de titanio se oxida en presencia de oxigeno dando como producto dióxido de titanio y cloro:

TiCl4 + O2 TiO2 + 2 Cl2Determine la pureza del tetracloruro de titanio empleado si al hacer reaccionar 4.00 toneladas de TiCl4 en exceso de oxigeno se obtuvo 1.4 ton de dióxido de titanio. ( Suponga 100% de rendimiento).Solucion: 83.3 %

21.- Al hacer reaccionar 11 mol de sulfuro de hidrógeno gaseoso con 2.10 kg de una muestra que contiene plomo se obtiene 20 L de hidrógeno a 25 °C y 1 atm. de presión, de acuerdo a la siguiente ecuación:

H2S + muestra de Pb PbS + H2

Considerando 100 % de rendimiento el porcentaje de plomo en la muestra.Solucion: 8.05 %

22.- Al calentar el clorato de potasio se descompone en cloruro de potasio y oxigeno. Si al calentar 234 ton de clorato de potasio se obtuvo 120 ton de cloruro de potasio, determine el rendimiento de la reacción.Solucion: 84.5 %

23.-Al hacer reaccionar oxido nítrico con oxigeno se obtiene dióxido de nitrógeno, de acuerdo a la siguiente ecuación no igualada:

NO + O2 NO2Determine el volumen de dióxido de nitrógeno obtenido al hacer reaccionar 20 L de NO con 15 L de O2, si el rendimiento de la reacción es de 75 %. Considere que todos los gases están medidos a CNPT.Solucion: 15 L



24.- El hidróxido de calcio es neutralizado por ácido nítrico para formar nitrato de calcio y agua:

Ca(OH)2 + HNO3 Ca(NO3)2 + H2OSi el rendimiento de la reacción es de 75 %. ¿Qué masa de hidróxido debe tratarse en exceso de ácido nítrico para obtener 1.5 ton de nitrato de calcio?.Solucion: 900 kg.

25.- El gas propano, C3 H8 , en presencia de oxigeno reacciona para dar CO2 y H2O. ¿Cuántos moles de CO2 se forman cuando se queman 110,0 g de propano en presencia de aire?Solucion: 7,5 moles de H2O.

26 - ¿Cuántos gramos de FeS se necesitan para producir 350,0 g de H2S según la ecuación : FeS + 2HC H2S + FeCl2?.Solucion: 906,5 g de FeS.27 - ¿Cuántos moles de O2 se necesitan para formar 0,80 moles de Cl2 según la ecuación: 4HC1 + O2 2H2O + 2Cl2 .Solucion: 0,40 moles.

28 – El zinc reacciona con el HC1 para producir ZnCl2 e hidrógeno:Zn + 2HCl ZnCl2 + H2.

Si se mezclan 56,0 g de Zn con un exceso de HCl, ¿cual es la masa de ZnCl2 producido?Solucion: 116,8 g.

29 - ¿Qué masa de Na2SO4 se forman en la reacción de 250 g de H2SO4 y un exceso de NaCl?Solucion: 362,5 g de Na2SO4.

30 – Cuando el etano se quema en un exceso de oxígeno se produce la siguiente reacción: 2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O. (a) ¿Cuántos moles de O2 se necesitan para la combustión de 3,6 moles de C2H6 ? (b) ¿Cuántos moles de CO2 se forman?Solucion: (a) 12,6 moles de O2 ; (b) 7,2 moles de CO2.

31 – La soda cáustica, NaOH, se prepara comercialmente mediante la reacción del Na2CO3 con cal apagada, Ca(OH)2. (a) ¿Cuántos kilogramos de soda cáustica se pueden obtener tratando 5kg (5000g) de Na2CO3 con Ca(OH)2 ? (b) ¿Cuántos moles de NaOH se producen?.Solucion: (a) 3.775 Kg de NaOH; (b) 94.37 moles de NaOH

32.- ¿Qué peso de FeS se necesitan para preparar 6.75 moles de H2S?,.FeS + 2HCl H2S + FeCl2

Solucion: 592,5 g de FeS.



33.- ¿Cuantos gramos de O2 se producen en la descomposición térmica de 0.600 moles de BaO2?.Solucion: 9.60 g

34.- ¿Calcular el peso de oxigeno que se pueden obtener teóricamente por ladescomposición de 2.0 g de KClO3?.Solucion: 78.0 g de O2.

35.- Utilizando la reacción balanceada:4FeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2

Calcular : a) el numero de moléculas SO2 formadas a partir de 80 moléculas de FeS; b) el numero de moléculas de O2 necesarias para reaccionar con 40 moléculas de FeS.Solucion: (a) 80 moléculas de SO2 (b) 70 moléculas de O2.

36.- ¿Cuantos superfosfato fertilizante, de formula CaH4(PO4)2 puede fabricarse partiendo de una tonelada de fosfato calcico de 93.5 % de pureza?, la ecuación de reacción es:

Ca3(PO4)2 (s) + 2H2SO4 (ac) CaH4(PO4)2 (s) + 2CaSO4 (s)Solucion: 2.82 toneladas de fertilizante

37.- El bromo se puede obtener en el laboratorio por reacción del bromuro de potasio, el ácido sulfúrico y oxido de manganeso (IV), de acuerdo con la ecuación:

2KBr + MnO2 + 3H2SO4 2HKSO4 + MnSO4 + Br2 + 2H2OCalcular las cantidades de KBr, MnO2 con un 92,5 % de pureza, y H2SO4 al 60 % que se necesitan para obtener 60.0 g de Br2.Solucion: 134.5 g KBr, 35.6 g de MnO2 y 184.2 gramos de H2SO4.

38.- ¿Qué cantidad de carbonato de sodio decahidratado Na2SO4 10H2O , arena SiO2 y caliza CaCO3 son necesarias para obtener un Kg de un vidrio cuya formula corresponde es NaO2CaO. 6SiO2?.Solucion: 0.75 kg deSiO2; 0.60 kg de Na2SO4*10H2O, y 0.21 kg de CaCO3.


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