FICHA R3.2-P02

Pila voltaica Cu/Fe: electrodos, semiecuación y puente salino

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TipoSecundaria Dificultad Puntos6 pts (i·2 + ii·1 + iii·1 + iv·2) Tiempo máx.13 min Media8 min Origen preguntaExamen oficial Verificación soluciónMarkscheme oficial De fuente real
Prerrequisitos
  • En una pila voltaica, la oxidación ocurre en el ánodo (electrodo negativo) y la reducción en el cátodo (electrodo positivo)
  • Los electrones fluyen del ánodo al cátodo por el circuito EXTERNO; los iones se mueven a través del puente salino
  • El puente salino mantiene la neutralidad eléctrica de cada semicelda, dejando pasar aniones hacia el ánodo y cationes hacia el cátodo

Considera la reacción: Cu2+(aq) + Fe(s) → Fe2+(aq) + Cu(s). Esta reacción se lleva a cabo en una pila voltaica con un puente salino lleno de solución saturada de KNO3.

i Rotule el diagrama de la pila con las especies de la ecuación y la dirección del flujo de electrones. [2]
ii Escriba la semiecuación para la reacción que se produce en el ánodo (electrodo negativo). [1]
iii Resuma la función del puente salino. [1]
iv Prediga el movimiento de todas las especies iónicas a través del puente salino. [2]
Pistas progresivas
Teoría básica
  • En una pila voltaica: oxidación en el ánodo (negativo), reducción en el cátodo (positivo); los electrones fluyen del ánodo al cátodo por el circuito externo.
  • El puente salino permite el paso de iones entre semiceldas, manteniendo la neutralidad eléctrica de cada una.
  • Los aniones del puente salino se mueven hacia el ánodo (donde se generan cationes en exceso); los cationes se mueven hacia el cátodo (donde se consumen cationes).
Refuerzo
Libro — Chemistry 2023 Oxford - Reactividad 3.2, pilas voltaicas.
Cuadernillo — Examen: EXAMENES AÑOS ANTERIORES/2022/NOV/Chemistry_paper_2__SL_Spanish.pdf, pregunta 3(c); mark scheme en la misma carpeta.
Vídeo — ↗ — «»
Apartado i) — Ánodo (electrodo negativo) = Fe(s)/Fe2+(aq); cátodo (electrodo positivo) = Cu(s)/Cu2+(aq); flecha de flujo de electrones desde el ánodo hacia el cátodo por el circuito externo.
Apartado ii) — Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e-.
Apartado iii) — Mantener cada semicelda/electrolito eléctricamente neutra, permitiendo el flujo de iones entre las dos celdas.
Apartado iv) — Los aniones (NO3-) se mueven hacia el ánodo/Fe (izquierda); el K+ y el Fe2+ se mueven hacia el cátodo/Cu (derecha).