Download disoluciones y estructura atómica

Física e Química 1º Bacharelato
Mezclas, disoluciones, estructura atómica, SP
I.E.S. Elviña
17/12/10
Nome______________________________________________
DEPARTAMENTO DE
FÍSICA E QUÍMICA
Problemas
1. El cloruro de hidrógeno (gas) es muy soluble en agua. La solución obtenida es ácido clorhídrico. En
1 000 g de agua se disuelven 333,3 L de cloruro de hidrógeno (gas) medidos a 15°C y 1,02×105 Pa.
La densidad de la solución es 1,169 g/cm3. Calcula:
[4 Puntos]
a) El tanto por ciento en masa de soluto en la solución obtenida.
b) Concentración en masa.
c) Molalidad.
d) La fracción molar de cada componente.
Solución: a) 34,1% HCl; b) c = 399 g/L; c) m = 14,2 mol/kg; d) χ(HCl) = 0,20
Curvas de solubilidad
2. Calcula los gramos de soluto que cristalizan al enfriar
desde 50 °C hasta 20 °C, 500 g de una solución que
contiene un 28,6% de cloruro de potasio. [3 Puntos]
3. Explica cómo se preparan en el laboratorio 100 g
de solución de nitrato de potasio (sólido) en agua
a1 25%. Describe el material utilizado.
[3 Puntos]
g (s) / 100 g agua
Solución: m = 29 g KCl
AgNO3
Solución:
NaCl
KCl
140
120
100
80
60
40
20
0
0
Cuestiones
KNO3
20
40
60
80 100
t (ºC )
1. Dados los elementos A, B y C de números atómicos 87, 35 y 54, respectivamente, escribe: [1½ Puntos]
a) Su configuración electrónica.
b) Grupo y período al que pertenecen.
c) ¿Cuál tiene menor potencial de ionización?
Solución:
2. Comenta el siguiente párrafo: [1 Punto]
«... la inmensa mayoría de las partículas alfa atravesaban la lámina sin presentar ningún cambio
sensible de dirección, pero una pequeña fracción se desviaba marcadamente y de forma sorprendente;
incluso, algunas partículas eran repelidas por la lámina»
3
Datos: R=8,31
Pa · m
atm · L
=0,0820
mol · K
mol · K
1 atm = 101 kPa
Sigue en la parte de atrás.
Test
[7½ Puntos. Cada acierto: 0,3. Cada fallo descuenta 0,1]. Sólo una opción (a, b, c o d) es correcta.
1. Todos los elementos del 3º período tienen:
a) número atómico 3; b) 3 electrones de valencia; c) 3 niveles de energía ocupados; d) iones con carga 3+
2. ¿Cuál de los siguientes elementos tiene la energía de ionización más alta? a) Ba; b) Mg; c) Ca; d) Sr
3. ¿En qué grupo hay un elemento que es líquido a 25 0C? a) 18; b) 2; c) 11; d) 12
4. ¿En qué grupo los elementos son metales M cuyos óxidos tienen una fórmula M2O? a) 1; b) 2; c) 16; d) 17
5. ¿En qué grupo no todos los elementos tienen el mismo número de electrones en el nivel de energía más
alto? a) 6; b) 8; c) 18; d) 14
6. ¿Cuál de los siguientes elementos es alcalinotérreo? a) Na; b) Ca; c) Ga; d) Ta
7. Un ión Mg2+ tiene la misma configuración electrónica que el: a) Na; b) Ar; c) F –; d) Ca2+
8. ¿Qué subniveles están ocupados en el nivel de energía de valencia de un átomo de argón en el estado
fundamental? a) 3 s y 3 d; b) 3 s y 3 p; c) 2 s y 3 p; d) 2 p y 3 d
9. Cuando un electrón en un átomo de hidrógeno salta del 2º nivel de energía al 1º:
a) absorbe energía; b) desprende un electrón; c) desprende un fotón; d) absorbe un fotón.
10. ¿Cuántos electrones hay en total en el segundo nivel de energía de un átomo de calcio en el estado
fundamental? a) 6; b) 2; c) 8; d) 18
11. ¿Cuál de las siguientes configuraciones electrónicas corresponde al elemento que tiene la primera
energía de ionización más alta? a) 1 s1 ; b) 1 s2 ; c) 1 s2 2 s1 ; d) 1 s2 2 s2
12. ¿Cuál es el último orbital que se ocupa en el átomo de Co? a) 4s; b) 3d; c) 4p; d) 4d
13. La contribución experimental de Rutherford a la estructura del átomo fue el descubrimiento del:
a) núcleo; b) electrón; c) neutrón; d) protón
14. La contribución experimental de Thomson a la estructura del átomo fue el descubrimiento del:
a) núcleo; b) electrón; c) neutrón; d) protón
15. ¿Qué elemento posee la configuración electrónica [Kr] 5s2 4d10? a) Cd; b) Ag; c) Zn; d) Cu
16. De las siguientes configuraciones electrónicas en estado fundamental, ¿cuál corresponde a un elemento
metálico? a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 ; b) 1s2 ; c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 ; d) 1s2 2s2 2p4
17. De las siguientes configuraciones electrónicas en estado fundamental, ¿cuál corresponde a un gas noble?
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 ; b) 1s2 ; c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 ; d) 1s2 2s2 2p4
18. Los átomos de la primera serie de transición difieren entre sí (en general) en el número de electrones que
ocupan los orbitales: a) s y p; b) d; c) p y d; d) p
19. ¿En qué período hay cuatro elementos que son gases en condiciones normales? a) 3; b) 4; c) 2; d) 1
20. El elemento del 3º período con mayor energía de ionización es: a) un metal alcalinotérreo; b) un gas noble; c) un metal alcalino; d) un halógeno.
21. ¿Qué orbital no existe? a) 3s; b) 4f; c) 2d; d) 5p
22. Los rayos catódicos son: a) partículas alfa; b) neutrones; c) electrones; d) protones
23. 24 y 25. Asocia con un nombre (Thomson, Rutherford, Bohr, mecanocuántico) el modelo atómico en
que los electrones …
a) ... giran alrededor del núcleo como los planetas alrededor del Sol: ___________
b) ... sólo pueden moverse por determinadas órbitas: ___________
c) ... se encuentran incrustados en el átomo positivo: ___________
d) ... no pueden localizarse. Sólo se puede conocer la probabilidad de que se encuentren en una cierta zona.
Soluciones
1. El cloruro de hidrógeno (gas) es muy soluble en agua. La solución obtenida es ácido clorhídrico. En 1 000
g de agua se disuelven 333,3 L de cloruro de hidrógeno (gas) medidos a 15°C y 1,02×105 Pa. La densidad de
la solución es 1,169 g/cm3. Calcula:
a) El tanto por ciento en masa de soluto en la solución obtenida.
b) Concentración en masa.
c) Molalidad.
d) La fracción molar de cada componente.
Examen
Siguiente
Solución:
P ·V 1,02×105 Pa · 333,3×10−3 m 3
=
=14,2 mol HCl
R ·T 8,31 Pa · m3 · mol −1 · K −1 · 288
m(HCl) = 14,2 mol HCl · 36,5 g/mol = 518 g HCl
m(D) = 518 g + 1 000 g agua = 1 518 g D
518 g HCl
%(HCl)=
=0,341=34,1%
1518 g D
1518 g D
V (D)=
=1,30×103 cm3 =1,30dm 3 D
1,169g / cm3
518g HCl
c (HCl )=
=399g HCl / L D
1,30 L D
14,2 mol HCl
m=
=14,2mol HCl / kg H2 O
1,000 kg H 2 O
1 mol H 2 O
n  H2 O=1000 g H 2 O
=55,6 mol H 2 O
18,0 g H 2 O
14,2mol HCl
χ (HCl)=
=0,204
14,2mol HCl+55,6 mol H2 O
χ (H2O) = 1 – 0,204 = 0,796
n  HCl=
2. Calcula los gramos de soluto que cristalizan al enfriar desde 50 °C hasta 20 °C, 500 g de una solución que
contiene un 28,6% de cloruro de potasio.
Anterior
Examen
Siguiente
Solución:
s(KCl) = 41g KCl / 100 g agua a 50 ºC (de la gráfica)
28,6 g KCl
100 g D
c KCl=
·
=40,1g KCl/100 g H2 O < s
100 g D 100−28,6g H2 O
28,6g KCl
=143 g KCl disueltos a 50ºC
100 g D
m (H2O) = 500 g D – 143 g KCl = 357 g H2O
mKCl =500 g D·
s(KCl) = 32 g KCl / 100 g agua a 20 ºC
32g KCl
mKCl=357 g H 2 O·
=114 g KCl disueltos a 20 ºC
100 g agua
Δm = 143 – 114 = 29 g KCl cristalizan
3. Explica cómo se preparan en el laboratorio 100 g de solución de nitrato de potasio (sólido) en agua a1
25%. Describe el material utilizado.
Anterior
Examen
Siguiente
Solución:
Cálculos: En 100 g de disolución habrá 25 g de KNO3. El resto, 75 g es agua.
Procedimiento: Se tara un vidrio de reloj en una balanza y se pesan 25 g de nitrato de potasio.
Se miden 75 cm3 de agua en una probeta de 100 cm3, procurando que el menisco del líquido esté enrasado con
la línea de 75 y evitando errores de paralaje, colocando los ojos a la altura de la marca.
Se vierten los 75 mL de agua en un vaso de precipitados. Luego se coloca encima el vidrio de reloj con los 25
g de nitrato de potasio y echan en el vaso. Se revuelve hasta disolverlos completamente.
Material: Una balanza con precisión de 0,1 g, una probeta de 100 cm3, una espátula, un vidrio de reloj, un vaso
de precipitados de 100 cm3, un frasco lavador y una varilla de vidrio.
La probeta es un tubo cilíndrico graduado con base de apoyo. Un vaso de precipitados tiene el aspecto de un
vaso de fondo plano. La espátula es una especie de cucharilla, el vidrio de reloj es un casquete esférico y la
balanza, si es electrónica, tiene el aspecto de una calculadora, con una zona o «platillo» donde colocar el vidrio
de reloj o las sustancias que se van a pesar.
1. Dados los elementos A, B y C de números atómicos 87, 35 y 54, respectivamente, escribe: [1½ Puntos]
a) Su configuración electrónica.
b) Grupo y período al que pertenecen.
c) ¿Cuál tiene menor potencial de ionización?
Anterior
Examen
Solución:
a) A: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s1
B: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
C: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
b) A: Gr: 1, P: 7
B: Gr: 17, P: 4
C: Gr: 18, P: 5
c) El A, porque se encuentra más a la izquierda y más abajo
2. Comenta el siguiente párrafo:
«... la inmensa mayoría de las partículas alfa atravesaban la lámina sin presentar ningún cambio sensible
de dirección, pero una pequeña fracción se desviaba marcadamente y de forma sorprendente; incluso,
algunas partículas eran repelidas por la lámina»
Solución:
Corresponde a la experiencia de Rutherford de bobardear láminas muy final de oro con partículas alfa. A
partir de ella dedujo la existencia del núcleo atómico.
Test
1. Todos los elementos del 3º período tienen:
a) número atómico 3; b) 3 electrones de valencia; c) 3 niveles de energía ocupados; d) iones con carga 3+
2. ¿Cuál de los siguientes elementos tiene la energía de ionización más alta? a) Ba; b) Mg; c) Ca; d) Sr
3. ¿En qué grupo hay un elemento que es líquido a 25 0C? a) 18; b) 2; c) 11; d) 12
4. ¿En qué grupo los elementos son metales M cuyos óxidos tienen una fórmula M2O? a) 1; b) 2; c) 16; d) 17
5. ¿En qué grupo no todos los elementos tienen el mismo número de electrones en el nivel de energía más
alto? a) 6; b) 8; c) 18; d) 14
6. ¿Cuál de los siguientes elementos es alcalinotérreo? a) Na; b) Ca; c) Ga; d) Ta
7. Un ión Mg2+ tiene la misma configuración electrónica que el: a) Na; b) Ar; c) F–; d) Ca2+
8. ¿Qué subniveles están ocupados en el nivel de energía de valencia de un átomo de argón en el estado
fundamental? a) 3 s y 3 d; b) 3 s y 3 p; c) 2 s y 3 p; d) 2 p y 3 d
9. Cuando un electrón en un átomo de hidrógeno salta del 2º nivel de energía al 1º:
a) absorbe energía; b) desprende un electrón; c) desprende un fotón; d) absorbe un fotón.
10. ¿Cuántos electrones hay en total en el segundo nivel de energía de un átomo de calcio en el estado
fundamental? a) 6; b) 2; c) 8; d) 18
11. ¿Cuál de las siguientes configuraciones electrónicas corresponde al elemento que tiene la primera
energía de ionización más alta? a) 1 s1 ; b) 1 s2 ; c) 1 s2 2 s1 ; d) 1 s2 2 s2
12. ¿Cuál es el último orbital que se ocupa en el átomo de Co? a) 4s; b) 3d; c) 4p; d) 4d
13. La contribución experimental de Rutherford a la estructura del átomo fue el descubrimiento del:
a) núcleo; b) electrón; c) neutrón; d) protón
14. La contribución experimental de Thomson a la estructura del átomo fue el descubrimiento del:
a) núcleo; b) electrón; c) neutrón; d) protón
15. ¿Qué elemento posee la configuración electrónica [Kr] 5s2 4d10? a) Cd; b) Ag; c) Zn; d) Cu
16. De las siguientes configuraciones electrónicas en estado fundamental, ¿cuál corresponde a un elemento
metálico? a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 ; b) 1s2 ; c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 ; d) 1s2 2s2 2p4
17. De las siguientes configuraciones electrónicas en estado fundamental, ¿cuál corresponde a un gas noble?
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 ; b) 1s2 ; c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 ; d) 1s2 2s2 2p4
18. Los átomos de la primera serie de transición difieren entre sí (en general) en el número de electrones que
ocupan los orbitales: a) s y p; b) d; c) p y d; d) p
19. ¿En qué período hay cuatro elementos que son gases en condiciones normales? a) 3; b) 4; c) 2; d) 1
20. El elemento del 3º período con mayor energía de ionización es: a) un metal alcalinotérreo; b) un gas noble; c) un metal alcalino; d) un halógeno.
21. ¿Qué orbital no existe? a) 3s; b) 4f; c) 2d; d) 5p
22. Los rayos catódicos son: a) partículas alfa; b) neutrones; c) electrones; d) protones
23. 24 y 25. Asocia con un nombre (Thomson, Rutherford, Bohr, mecanocuántico) el modelo atómico en
que los electrones …
a) ... giran alrededor del núcleo como los planetas alrededor del Sol: Rutherford
b) ... sólo pueden moverse por determinadas órbitas: Bohr
c) ... se encuentran incrustados en el átomo positivo: Thomson
d) ... no pueden localizarse. Sólo se puede conocer la probabilidad de que se encuentren en una cierta zona.