ejercicios de quimica IV resueltos-41

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EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA II 121 JUNIO 2008 
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1.- a) Sabiendo que el número atómico del hierro es Z=26, escribir su 
configuración electrónica. Situarlo en la Tabla Periódica y escribir la 
configuración electrónica de los iones Fe2+ y Fe3+. 
 b) Describir el tipo de enlace que se da en las siguientes sustancias: 
aluminio, diamante, metano, bromuro de potasio, agua y amoniaco. Indicar 
las propiedades características de cada sustancia (dureza, conductividad 
solubilidad,…). 
 
 
Resolución 
 
a) Conocido el número atómico del hierro, podemos escribir la 
configuración electrónica del mismo teniendo en cuenta el orden en el que 
los electrones ocupan los orbitales, siguiendo el diagrama de Moeller 
(véase el ejercicio 1 del examen de junio de 2007). 
Según esta regla, podemos deducir que la configuración electrónica del 
hierro es: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 
Para situar el hierro en la tabla periódica se debe especificar el grupo y 
periodo (véase el ejercicio 1 del examen de junio de 2007). En el caso del 
hierro el grupo es el VIII B (triadas) y el periodo 4º. Se trata por tanto de 
un metal de transición. 
En el caso del catión Fe2+ se pierden dos de sus electrones más externos 
(4s2) quedando su configuración electrónica de la siguiente manera: 1s2 2s2 
2p6 3s2 3p6 3d6. 
En el caso del catión Fe3+ se pierden tres de sus electrones más externos 
(4s2 y 3d1 ) quedando su configuración electrónica de la siguiente manera: 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5. 
 
b) En la siguiente tabla se resume la respuesta de este apartado: 
 
 
 
 
 
 
 
 
122 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA BÁSICACAPÍTULO 2 
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Sustancia Tipo enlace Propiedades características 
Aluminio Metálico Brillante; conductor de electricidad y calor; dúctil; maleable. 
Diamante Covalente atómico 
Duro; baja conductividad térmica y 
eléctrica; elevado punto de fusión; 
insoluble. 
Metano 
Fuerzas de van 
der Waals 
(tipo London) 
Bajo punto de fusión; baja 
conductividad térmica y eléctrica. 
Bromuro de 
potasio Iónico 
Duro; quebradizo; elevado punto de 
fusión; soluble en disolvente polar; 
conductividad eléctrica y térmica baja 
en estado sólido, pero elevada en 
disolución o fundido. 
Agua 
Fuerzas de van 
der Waals 
(puentes de 
hidrógeno) 
Bajo punto de fusión; baja 
conductividad térmica y eléctrica. 
Amoniaco 
Fuerzas de van 
der Waals 
(puentes de 
hidrógeno) 
Bajo punto de fusión; baja 
conductividad térmica y eléctrica. 
 
 
 
2.- a) Explicar brevemente en qué consiste la industria metalúrgica y las 
etapas que la constituyen. 
 b) Explicar el proceso de obtención de aluminio y comentar las 
propiedades químicas más importantes de dicho metal. 
 
 
Resolución 
 
a) Vease apartado c) del ejercicio 2 del examen de junio de 2007. 
 
b) El aluminio es normalmente producido del mineral bauxita, un óxido de 
aluminio hidratado que se convierte en alúmina pura (Al2O3) mediante el 
proceso Bayer, según las siguientes reacciones en las que se aprovecha el 
carácter anfótero del aluminio: 
 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA II 123 JUNIO 2008 
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Al2O3·2H2O(s) + 2 NaOH(ac) + H2O (l) ↔ 2 [Al(OH)4]-(ac) + 2 Na+(ac) 
 
Al enfriar la disolución resultante, el hidróxido de aluminio precipita al 
acidificar levemente mediante una corriente gaseosa de CO2: 
 [Al(OH)4]-(ac) + CO2(g) → Al(OH)3(s) + HCO3-(ac) 
 
El hidróxido de aluminio producido se separa por filtración y se deshidrata 
por calcinación a 1.200 ºC para obtener el óxido correspondiente (Al2O3): 
 
2 Al(OH)3(s) → Al2O3(s) + 3 H2O(g) 
 
A partir de la alúmina (Al2O3) producida mediante le proceso Bayer, con el 
fin de obtener aluminio, se lleva a cabo el proceso Hall que consiste en la 
electrolisis de la alúmina fundida a unos 1.000 ºC. 
 
Cátodo: 4 Al3+ + 12 e- → 4 Al 
Ánodo: 6 O2- → 3 O2 (g) + 12 e- 
Reacción global: 4 Al3+ + 6 O2- → 4 Al + 3 O2 (g) 
 
El problema de este proceso es que para producir un gramo de aluminio se 
consume una elevada cantidad de energía (60 KJ), por lo que resulta 
interesante el reciclaje del aluminio. 
El aluminio es uno de los metales más versátiles conocidos por sus 
propiedades características: baja densidad, maleable, excelente conductor 
eléctrico, etc. Su uso más importante es la construcción de aeronaves. 
Respecto a sus propiedades químicas, tiene un comportamiento anfótero 
reaccionando tanto con ácidos como con bases. 
 
 
 
3.- a) Explicar la obtención de hidrógeno y sus aplicaciones más 
importantes. 
 b) Describir el efecto invernadero y la lluvia ácida y sus consecuencias. 
¿Cómo se podrían evitar?