Question

PROBLEM 1.- Se hace reaccionar una muestra de 10 gramos de cobre con ácido sulfúrico obteniéndose 23,86 g de sulfato de cobre (II), además de dióxido de azufre y agua.
a) Ajusta la reacción molecular que tiene lugar por el método del ión-electrón.
b) Calcula la riqueza de la muestra inicial de cobre.
DATOS: Ar (H) = 1 u; Ar (O) = 16 u; Ar (S) = 32 u; Ar (Cu) = 63,5 u. Resultado: b) 95,3 % de riqueza en Cu. PRUEBA SELECTIVIDAD ANDALUCIA CONVOCATORIA SEP 2014 QUIMICA

Answer 1

Esta es la solución al problema 1 de la prueba de selectividad Andalucía Convocatoria SEP 2014 de Química:

a) Se produce la siguiente reacción:

Cu + H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + H₂O

En ella el cobre (Cu) se oxida mientras el ácido sulfúrico (H₂SO₄) se reduce. Produciendose las siguientes semirreacciones:

De oxidación: Cu - 2e⁻ → Cu²⁺
De reducción: SO₄ + 4H⁺ + 2e⁻ → SO₂ + 2H₂O

Entonces al ocurrir el intercambio entre las semirreacciones de igual cantidad de electrones, por lo que la reacción queda ajustada de la siguiente forma:

Cu - 2e⁻ → Cu²⁺
SO₄ + 4H⁺ + 2e⁻ → SO₂ + 2H₂O
________________________________
Cu + SO₄²⁻ + 4H⁺ → Cu ²⁺ + SO₂ +  2H₂O

Ajustamos la reacción molecular:

Cu + 2H₂SO₄  →  CuSO₄ + SO₂ +  2H₂O

b) Para obtener cuantos son los moles de sulfato:

n (CuSO₄) = 23,86g.$\frac{1 mol}{159,5g}$ = 0,15 moles

Al producirse un mol de cobre (Cu) un mol de CuSO₄, se nota que existe en la muestra la misma cantidad de moles de sulfato lo que corresponde en masa a:

0,15 moles. $\frac{63,5 g}{1 mol} =$ 9,53 g

Pudiendo expresar el porcentaje de la pureza del cobre de la siguiente manera:

$\frac{9,53}{10}$. $\frac{g}{muestra} .100$ = 95,3%