QuímicaMedioProblema · 2 pts

Ajuste redox y estequiometríaSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2019 · Junio · Opción A

Comunitat Valenciana · 2019 · Junio · Opción A
Enunciado
En medio ácido, el dicromato de potasio, K2Cr2O7\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7, reacciona con el sulfato de hierro(II), FeSO4\text{FeSO}_4, de acuerdo con la siguiente reacción no ajustada:K2Cr2O7(ac)+FeSO4(ac)+H2SO4(ac)⟶Cr2(SO4)3(ac)+Fe2(SO4)3(ac)+K2SO4(ac)+H2O(l)\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7(ac) + \text{FeSO}_4(ac) + \text{H}_2\text{SO}_4(ac) \longrightarrow \text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3(ac) + \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3(ac) + \text{K}_2\text{SO}_4(ac) + \text{H}_2\text{O}(l)a) Escriba la semirreacción de oxidación y la de reducción, así como la ecuación química global ajustada tanto en su forma iónica como molecular. (1 punto)

b) Para determinar la pureza de una muestra de FeSO4\text{FeSO}_4, 1,523 g de la misma se disolvieron en una disolución acuosa de ácido sulfúrico. La disolución anterior se hizo reaccionar con otra que contenía K2Cr2O7\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 0,05 M necesitándose 28,0 mL para que la reacción se completase. Calcule la pureza de la muestra de FeSO4\text{FeSO}_4. (1 punto)

Datos: Masas atómicas relativas: O (16); S (32); Fe (55,85).
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
a) Reducción del dicromato a Cr3+\text{Cr}^{3+} (6 electrones) y oxidación del Fe2+\text{Fe}^{2+} a Fe3+\text{Fe}^{3+}. Molecular: K2Cr2O7+6 FeSO4+7 H2SO4→Cr2(SO4)3+3 Fe2(SO4)3+K2SO4+7 H2O\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 6\,\text{FeSO}_4 + 7\,\text{H}_2\text{SO}_4 \to \text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\,\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 7\,\text{H}_2\text{O}.

b) Pureza del 83,8 % (1,276 g de FeSO4\text{FeSO}_4 en la muestra).
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

Primero hay que ver quién cambia de número de oxidación. El cromo pasa de +6+6 en el dicromato a +3+3 en el Cr2(SO4)3\text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3: se reduce, y el dicromato es el oxidante. El hierro pasa de +2+2 a +3+3: se oxida, y el Fe2+\text{Fe}^{2+} es el reductor. El potasio, el azufre del sulfato y el hidrógeno no cambian.

Se ajusta por el método del ion-electrón en medio ácido (los oxígenos con H2O\text{H}_2\text{O} y los hidrógenos con H+\text{H}^+), se igualan los electrones y, al final, se añaden los iones espectadores para pasar a la ecuación molecular.

En b) es una valoración redox: con el volumen y la concentración del dicromato se tienen sus moles; la estequiometría dice cuántos moles de Fe2+\text{Fe}^{2+} había (6 por cada dicromato), y esos moles, pasados a gramos, son el FeSO4\text{FeSO}_4 puro de la muestra.
2

Desarrollo

a) Semirreacción de reducción

El dicromato se reduce a Cr3+\text{Cr}^{3+}. Se ajusta el cromo, los oxígenos con agua, los hidrógenos con H+\text{H}^+ y la carga con electrones:Cr2O72−+14 H++6 e−⟶2 Cr3++7 H2O\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\,\text{H}^+ + 6\,e^- \longrightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 7\,\text{H}_2\text{O}(Carga a la izquierda: −2+14−6=+6-2 + 14 - 6 = +6; a la derecha: 2⋅(+3)=+62\cdot(+3) = +6.)

Semirreacción de oxidaciónFe2+⟶Fe3++e−\text{Fe}^{2+} \longrightarrow \text{Fe}^{3+} + e^-Ecuación iónica global. Para igualar los electrones, la oxidación se multiplica por 6 y se suman:Cr2O72−+6 Fe2++14 H+⟶2 Cr3++6 Fe3++7 H2O\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 6\,\text{Fe}^{2+} + 14\,\text{H}^+ \longrightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 6\,\text{Fe}^{3+} + 7\,\text{H}_2\text{O}Ecuación molecular. Los 6 Fe2+\text{Fe}^{2+} vienen de 6 FeSO4\text{FeSO}_4, y los 14 H+\text{H}^+ de 7 H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4. En los productos, el cromo forma 1 Cr2(SO4)3\text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3, los 6 Fe3+\text{Fe}^{3+} forman 3 Fe2(SO4)3\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 y los dos K+\text{K}^+ forman 1 K2SO4\text{K}_2\text{SO}_4:K2Cr2O7+6 FeSO4+7 H2SO4⟶Cr2(SO4)3+3 Fe2(SO4)3+K2SO4+7 H2O\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 6\,\text{FeSO}_4 + 7\,\text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\,\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 7\,\text{H}_2\text{O}Comprobación de los sulfatos: a la izquierda 6+7=136 + 7 = 13; a la derecha 3+3⋅3+1=133 + 3\cdot 3 + 1 = 13. Cuadra.

b) Moles de dicromato gastadosn(Cr2O72−)=M V=0,05 mol/L⋅0,0280 L=1,40⋅10−3 moln(\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}) = M\,V = 0{,}05\ \text{mol/L}\cdot 0{,}0280\ \text{L} = 1{,}40\cdot 10^{-3}\ \text{mol}Moles de sulfato de hierro(II). Por la estequiometría, 1 mol de dicromato reacciona con 6 mol de Fe2+\text{Fe}^{2+}:n(FeSO4)=6 n(Cr2O72−)=6⋅1,40⋅10−3=8,40⋅10−3 moln(\text{FeSO}_4) = 6\,n(\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}) = 6\cdot 1{,}40\cdot 10^{-3} = 8{,}40\cdot 10^{-3}\ \text{mol}Masa de FeSO4\text{FeSO}_4 puro. Con M(FeSO4)=55,85+32+4⋅16=151,85 g/molM(\text{FeSO}_4) = 55{,}85 + 32 + 4\cdot 16 = 151{,}85\ \text{g/mol}:m(FeSO4)=n M=8,40⋅10−3 mol⋅151,85 g/mol=1,276 gm(\text{FeSO}_4) = n\,M = 8{,}40\cdot 10^{-3}\ \text{mol}\cdot 151{,}85\ \text{g/mol} = 1{,}276\ \text{g}Pureza de la muestrapureza=m(FeSO4)m(muestra)⋅100=1,276 g1,523 g⋅100=83,8 %\text{pureza} = \frac{m(\text{FeSO}_4)}{m(\text{muestra})}\cdot 100 = \frac{1{,}276\ \text{g}}{1{,}523\ \text{g}}\cdot 100 = 83{,}8\ \%
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
3

Consejo

El error típico de b) es olvidar el 6: un mol de dicromato capta seis electrones y oxida seis moles de Fe2+\text{Fe}^{2+}. Si la ecuación de a) está mal ajustada, el resultado de b) arrastra el error, así que comprueba la carga de cada semirreacción antes de seguir.

En la ecuación molecular, empieza por los iones que cambian (Cr y Fe) y deja para el final el H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4 y el agua; contar los sulfatos a cada lado es la mejor comprobación.
Paso 1 de 3
¿Has terminado el problema?
¿Te atascas?Manda tu duda a tu profesor o al equipo, o pregunta a otros estudiantes en la comunidad.
Sigue practicando
Ajuste redox y estequiometría
(2 puntos: 1 punto cada apartado) En determinadas regiones se añade yoduro de potasio al agua potable con el…
Química · Andalucía · 2026 · JulioAjuste redox y estequiometría
(2 puntos: 1 punto cada apartado) El gas cloro se utiliza para la fabricación de la lejía (hipoclorito de sodio)…
Química · Andalucía · 2026 · Reserva 2Ajuste redox y estequiometría
(2 puntos) ARSÉNICO O EL LUJO DE BEBER UN VASO DE AGUA POTABLE El arsénico se conoce desde tiempos remotos…
Química · Andalucía · 2026 · JunioAjuste redox y estequiometría
Una forma de estimar la contaminación del agua es medir la Demanda Química de Oxígeno (DQO). Para ello, el carbono…
Química · Castilla-La Mancha · 2026 · Julio
Apuntes y todos los problemas de Reacciones redox y electroquímica →