PAU Química 2020 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 7

7. Disposem d’una solució de sulfat de coure(II) 1 m, una solució de sulfat de zinc 1 m, i una solució de KNO3 3 m, així com de làmines metàŀliques de Zn i Cu. a) Justifiqueu, a partir dels potencials estàndard de reducció dels parells redox, quina làmina ha de ser l’ànode i quina el càtode per a construir una pila. Calculeu la força electromotriu de la pila. Escriviu la notació esquemàtica de la pila. [1,25 punts] b) Escriviu les reaccions que tenen lloc a l’ànode i al càtode i la reacció global de la pila. Expliqueu el procediment experimental que hauríem de seguir per a construir la pi- la. Indiqueu el material i els reactius que necessitarem. [1,25 punts] Dades:  Potencials estàndard de reducció a 25 °C: E°(Cu2+/Cu) = 0,34 V. E°(Zn2+/Zn) = –0,76 V.

Formulació. sulfat coure (II) CuSO4 ; sulfat de zinc (II) ZnSO4 Càlcul de la força electromotriu de la pila Perquè la pila sigui possible, la reacció redox que es produeix ha de ser espontània, i cal que la força electromotriu de la pila sigui positiva, és a dir: E0 = E0(càtode) - E0(ànode) > 0 [0,35 p] En aquest cas haurà de ser Cu2+ / Cu el procés de reducció (càtode) i Zn2+ / Zn el procés d’oxidació (ànode): E0 = E0(Cu2+ / Cu) - E0(Zn2+ / Zn) E0 = 0,34 - (-0,76) = 1.10 V > 0 [0,5 p] Notació esquemàtica de la pila Zn(s) | ZnSO4(aq, 1M) || Cu SO4 (aq, 1M) | Cu(s) Ànode(-) Càtode (+) [0,4 p] També es consideraran correctes les notacions esquemàtiques següents: Zn(s) | Zn2+(aq, 1M) || Cu2+(aq, 1M) | Cu(s) Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s) PREGUNTA 7b Semireaccions ànode i càtode Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e- Ànode (oxidació) Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) Càtode (reducció) Reacció global de la pila: Zn(s) + CuSO4(aq) → Cu(s) + ZnSO4(aq) [0,6 p] Procediment experimental de construcció d’una pila: Mu […]