CALCULOS ESTEQUIOMETRICOS4.25 4.26 4.27 4.28 4.29 4.30 4.31 4.32 4.33 4.34 4.35 4.36 4.37 4.38 4.39 4.40 4.41 4.42 4.43 4.44 4.45 4.46 4.47 4.48 4.49 4.50 El gas propano, C3H8, en presencia de oxígeno reacciona para dar CO2 y H2O. ¿Cuántos moles de CO2 se forman cuando se queman 110,0 g de propano en presencia de aire? Resp 7,5 moles de H2O. ¿Cuántos gramos de FeS se necesitan para producir 350,0 g de H2S según la ecuación: FeS + 2HCl = H2S + FeCl3 Resp. 906,5 g de FeS. ¿Cuántos moles de O2 se necesitan para formar 0,80 moles de Cl2 según la ecuación 4HCl + 02 = 2H2O + 2Cl2. Resp. 0,40 moles. El zinc reacciona con el HCl para producir ZnCl2 e hidrógeno: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2. Si se mezclan 56,0 g de Zn con un exceso de HCl, ¿cuál es el peso de ZnCl2 producido? Resp. 116,8 g. ¿Qué peso de Na2SO4 se forma en la reacción de 250 g de H2SO4 y un exceso de NaCl? Resp. 362,5 g de Na 2SO4. 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 ? (6) ¿Cuántos moles de CO2 se forman? Resp. (a) 12,6 moles de O2; (6) 7,2 moles de CO2. La soda cáustica, NaOH, se prepara comercialmente mediante la reacción del Na 2C03 con cal apagada, Ca(OH)2. (a) ¿Cuántos kilogramos de soda cáustica se pueden obtener tratando 5 kg (5000 g) de Na2C03 con Ca(OH)2? (b) ¿Cuántos moles de NaOH se producen? Resp. (a) 3,775 kg de NaOH; (6) 94,37 moles de NaOH. ¿Qué peso de FeS se necesita para preparar 6,75 moles de H2S? FeS + 2HCl = H2S + FeCl2. Resp. 592,5 g de FeS. ¿Cuántos gramos de 02 se producen en la descomposición térmica de 0,600 moles de Ba0 2? Resp. 9,60 g. Calcular el peso de oxigeno que se puede obtener teóricamente por la descomposición de 200,0 g de KClO3. Resp. 78,0 g deO2. Utilizando la reacción balanceada 4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2, calcular ( a ) el número de moléculas S02 formadas a partir de 80 moléculas de FeS; (b) el número de moléculas de O2 necesarias para reaccionar con 40 moléculas de FeS. Resp. (a) 80 moléculas SO2; (6) 70 moléculas de O2. El nitrato de sodio se puede preparar a partir del carbonato de sodio y el ácido nítrico según la siguiente reacción: Na2CO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + H2O + CO2. ¿Cuántos gramos de NaNO3 pueden prepararse a partir de 21,2 g de Na2CO3? Resp. 34 g de NaNO3. (a) ¿Cuál es el peso de óxido de calcio, CaO, que se puede obtener por el calentamiento de 300 g de carbonato cálcico, CaCO3? ( b ) ¿Cuántos moles de CO2 se producen? Resp. (a) 168,32 g de CaO; (6) 3,0 moles de CO2. El hidrógeno puede prepararse mediante la adición de ácido sulfúrico a zinc metálico: Zn + H2SO4 = H2 + ZnSO4. ¿Cuántos gramos de Zn puro deben ser tratados con un exceso de H2SO4 para producir 3,0 moles de H2? Resp. 196,11 g de Zn. ¿Cuántos moles de SO2 se pueden producir cuando se queman 14,43 g de azufre? S + O2 = S02. Resp. 0,45 moles. ¿Qué peso de Fe3O4 producirá 1,63 g de Fe2O3? 2Fe3O4 + ½ O2 = 3Fe2O3. Resp. 1,58 g. El NiS reacciona con O2 a temperaturas elevadas para formar NiO y SO2. ¿Cuál es el peso de O2 necesario para que reaccione con 90,8 g de NiS? Resp. 48,0 g. ¿Qué peso de AgCl se formará cuando se mezclan en solución acuosa 0,5 moles de NaCl con 1,5 moles de AgNO3? Resp. 71,66 g de AgCl. El NO reacciona con el O2 para formar NO2. ¿Cuántos gramos de O2 se necesitan para producir 18,0 g de NO2. Resp. 6,26 g de O2. El NH3 en presencia de O2 se oxida para producir NO y H2O. ¿Cuántos moles de H2O se producen por kilogramo de NO en esta reacción? Resp. 50,0 moles. Una manera fácil de regenerar hidrógeno consiste en combinar hidruro de calcio con agua según la reacción CaH2 + 2H20 = Ca(OH)2 + 2H2. ¿Cuántos gramos de H2 pueden producirse con 20,0 g de CaH2? Resp. 1,92 g de H2. (a) ¿Cuánto KClO3 debe calentarse para obtener 9,6 g de O2? (b) ¿Cuántos moles de KCl se producen? Resp. (a) 24,52 g de KClO3; (6) 0,2 moles de KCl. Dada la reacción Ca(OH)2 + 2SO2 = Ca(HSO3)2; (a) ¿Cuántos gramos de Ca(HSO3)2 se producen con 18,52 g de Ca(OH)2? (b) ¿Cuántos moles de SO2 se consumen? Resp. 50,57 g Ca(HSO3)2; (b) 0,5 moles de SO2. Para la reacción BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl, calcular: (a) el peso de cloruro de bario necesitado para reaccionar completamente con 50,0 g de sulfato de sodio; (b) el peso de sulfato de bario formado. Resp. (a) 73,0 g de BaCl2; (b) 81,5 g de BaSO4. ¿Qué peso de O2 se consume cuando se queman 6,6 x 10 12 g de octano, C8H18 para producir CO2 y H2O? Resp. 2,4 x 10 13 g de O2. Calcular el peso de cada producto (H3BO3 y H2) formado por la reacción de 2,51 moles de B2H6 con exceso de agua según la reacción B2H6 + 6H2O = 2H3BO3 + 6H2. Resp. 310,2 g de H3BO3; 30,36 g de H2. 4.51 4.52 4.53 4.54 4.55 4.56 4.57 4.58 4.59 4.60 4.61 4.62 4.63 4.64 4.65 4.66 4.67 4.68 4.69 (a) ¿Cuántos gramos de H2SO4 se necesitan para neutralizar 160,0 g de NaOH. (b) ¿Cuántos moles de H2O se producen en la reacción? Resp. (a) 196,2 g de H2SO4; (6) 4,0 moles de H2O. Cuando se trata óxido férrico con ácido sulfúrico se produce la reacción Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O. (a) ¿Cuántos gramos de sulfato férrico se formarán a partir de 63,84 g de Fe2O3? ( b ) ¿Cuántos moles de agua se formarán? Resp. (a) 159,96 g de Fe 2(SO4)3; (6) 1,2 moles de H2O. ¿Cuántos kilogramos de fosfato de magnesio, Mg3(PO4)2, pueden obtenerse a partir de 24,18 kilogramos de óxido de magnesio, MgO, de acuerdo con la siguiente reacción? 3MgO + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2 + 3H2O. Resp. 52,58 kg de Mg 3(PO4)2. PROBLEMASSUPLEMENTARIOS Se hace saltar una chispa en una mezcla que contiene 25,0 g de H2 y 25,0 g de O2 para formar agua, de acuerdo con la reacción 2H2 + O2 = 2H2O. (a) ¿Cuántos moles de agua se forman? (6) ¿Qué peso de agua se forma? (c) ¿Cuántos moles de H2 se consumen? (d) ¿Cuántos gramos de H2 reaccionan? Resp. (a) 1,56 moles H2O; (b) 28,25 g H2O; (c) 1,56 moles de H2; ( d ) 3,25 g de H2. El aluminio metálico, Al, reacciona con el óxido de titanio metálico, TiO2, para producir óxido de aluminio, Al2O3 y titanio metálico, Ti. (a) ¿Cuántos moles de titanio se producen cuando reaccionan 134,90 g de Al? (6) ¿Cuántos moles de Al2O3 se obtienen? Resp. (a) 3,75 moles de Ti; (6) 2,5 moles de Al2O3. ¿Cuántos moles de fosfato de potasio se necesitan para producir 0,38 moles de cloruro de potasio? 3CaCl2 + 2K3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6KCl. Resp. 0,126 moles de K3PO4. El acido clorhídrico comercial se prepara calentando cloruro de sodio con acido sulfúrico concentrado. Cuantos kilogramos de acido sulfúrico que contiene el 95% de H2SO4 en peso, se necesitan para la producción de 3 kilogramos de HCl concentrado que contenga el 50% de HCl puro? Resp. 2,12 kg. El mercurio reacciona con el bromo para producir bromuro mercúrico de acuerdo con la ecuación balanceada Hg + Br2 = HgBr2. Cuando 250,0 g de Hg reaccionan con 250,0 g de Br2, (a) ¿cuál de las dos sustancias está en exceso?, (6) ¿cuántos gramos de HgBr2 se producen?, (c) ¿qué peso de la sustancia en exceso quedó sin reaccionar? Resp. (a) el Br; (b) 450,5 g de HgBr2; (c) 49,54 g de Br2. El ácido clorhídrico se prepara por la acción del ácido sulfúrico sobre el cloruro de sodio, de acuerdo con la ecuación 2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl. Calcular (a) el peso de HCl formado por la acción del ácido sulfúrico sobre 200,0 g de NaCl con 99,5% de pureza; (6) el volumen de HCl obtenido si su peso especifico es 1,2 y contiene 40% de peso en HCl puro; (c) el peso de sulfato de sodio producido. Resp. (a) 124,1 g de HC1; ( b ) 0,26 / de HC1; (c) 241,6 g de Na 2SO4. Si 88,3 g de NH4Cl reaccionan con 92,6 g de CaO para producir amoníaco. ¿Cuál de las dos sustancias está en exceso y en qué cantidad? Resp. 46,3 g de CaO. El nitrato de sodio, NaNO3, reacciona con el ácido sulfúrico para producir ácido nítrico, HNO3. ¿Cuál es el peso de NaNO3 que contiene 89,5% en peso de NaNO3, necesario para producir 200,0 g de ácido nítrico que contiene 65,3 % en peso de puro HNO3 ? Resp. 196,8 g de NaNO3. Cuando se calienta sulfuro ferroso en oxigeno gaseoso, los productos de la reacción son óxido férrico y anhídrido sulfuroso gaseoso según indica la ecuación: 4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2. ( a ) ¿cuántas moléculas de SO2 pueden formarse a partir de 14 moléculas de FeS? (b) ¿Cuántas moléculas de O2 son necesarias para reaccionar con 40 moléculas de FeS? Resp. (a) 14 moléculas de FeS; (b) 70 moléculas de O2. El cobre puede prepararse mediante las siguientes dos reacciones: 2Al + 6HCl = 3H2 + 2AlCl3 y H2 + CuO = Cu + H2O. ¿Cuántos gramos de Cu se obtendrán cuando el H2 obtenido, al hacer reaccionar 16,64 g de Al con un exceso de HCl, se hace pasar sobre un exceso de CuO? Resp. 58,8 g de Cu. ¿Cuántos gramos de Al son necesarios tratar con un exceso de H2SO4 con el fin de obtener suficiente H2 para reducir 20,0 g de CuO a Cu? Resp. 4,52 g de Al. Una muestra de NaCl impuro se disuelve en agua, y el cloruro se precipita con AgNO3 dando lugar a 2,0 g de AgCl. ¿Cuál es el peso del cloro en la muestra original? Resp. 0,495 g de cloro. ¿Cuántos gramos de Na 2SO4 . 10H2O son equivalentes al Na del NaCl necesario para precipitar la plata de 3,00 g de AgNO3? Resp. 2,84 g. Que peso de pirita que contiene 40,0% de S es necesario tomar en un análisis para obtener un precipitado de BaSO4 que pesa 2,565g?. Resp. 0,8763 El hierro de una muestra de FeCO3, que contiene impurezas inertes, se convierte por disolución, oxidación, precipitación y calcinación, en Fe2O3 con un peso de 3,00 g. ¿Cuál es el peso del Fe expresado como FeO en la muestra original? Resp. 2,70 g de FeO. Una muestra de calcio metálico puro que pesaba 2,025 g fue convertida cuantitativamente en 2,820 g de CaO puro. ¿Cuál es el peso atómico del calcio? Resp. 40,82. 4.70 4.71 La reacción del cloruro de calcio con el nitrato de plata produce cloruro de plata y nitrato de calcio, de acuerdo con la reacción: CaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl + Ca(NO3)2 (a) ¿Cuántos gramos de AgCl se pueden obtener a partir de 100 g de cloruro de calcio? (6);¿Cuántos moles de Ca(NO3)2 se han producido? Resp. (a) 258,5 g de AgCl; (6) 0,9 moles de Ca(NO3)2. El KClO4 puede prepararse mediante la siguiente serie de reacciones: Cl2 + 2KOH = KCl + KClO + H2O 3KClO = 2KCl + KClO3 4KClO3 = 3KClO4 + KCl (a) ¿Cuántos moles de Cl2 se necesitan para preparar 2,0 moles de KCIO4? (b) ¿Cuántos gramos de Cl2 se consumen? Resp. (a) 8,0 moles de Cl2 ; (b) 567,2 g de Cl2.