FICHA R3.2-P03

Pila voltaica Al/Sn y estado de oxidación en un compuesto orgánico

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TipoSecundaria Dificultad Puntos5 pts (a·3 + b·1 + c·1) Tiempo máx.12 min Media8 min Origen preguntaExamen oficial Verificación soluciónMarkscheme oficial De fuente real
Prerrequisitos
  • En una pila voltaica, el metal que se oxida más fácilmente (más reactivo) actúa como ánodo
  • La ecuación global de una pila se obtiene sumando las dos semiecuaciones, ajustando los electrones para que se cancelen
  • Los estados de oxidación también se pueden asignar a átomos de carbono en compuestos orgánicos, no solo a iones inorgánicos

a) Un alumno construye una pila voltaica con un electrodo de aluminio, Al(s), un electrodo de estaño, Sn(s), y soluciones de nitrato de aluminio y nitrato de estaño(II). b) El ácido metanoico, HCOOH, se puede producir por hidrogenación del dióxido de carbono.

a Rotule cada componente de la pila (electrodos, soluciones, puente salino, voltímetro) usando la sección 25 del cuadernillo de datos para determinar cuál metal se oxida. [3]
b Escriba la ecuación para la reacción química total esperada en la pila del apartado a). [1]
c Determine el estado de oxidación del carbono en el ácido metanoico, HCOOH. [1]
Pistas progresivas
Teoría básica
  • El metal con potencial de reducción estándar más negativo se oxida más fácilmente y actúa como ánodo en una pila voltaica.
  • La ecuación global de una pila se obtiene sumando ambas semiecuaciones tras ajustar los electrones para que se cancelen (usando el mínimo común múltiplo).
  • Los estados de oxidación se pueden calcular para átomos de carbono en compuestos orgánicos, asignando valores típicos a H (+1) y O (-2) y despejando el del C.
Refuerzo
Libro — Chemistry 2023 Oxford - Reactividad 3.2, series de reactividad y estados de oxidación.
Cuadernillo — Cuadernillo de datos 2025, sección 25 (potenciales estándar de electrodo). Examen: EXAMENES AÑOS ANTERIORES/2021/MAYO/Chemistry_paper_2__SL_Spanish.pdf preg. 3(a)-(b), y 2023/NOVIEMBRE 2023/Chemistry_paper_2__SL_Spanish.pdf preg. 2(f); mark schemes en las mismas carpetas.
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Apartado a) — Electrodo de Al y nitrato de aluminio a un lado (ánodo, se oxida); electrodo de Sn y nitrato de estaño(II) al otro lado (cátodo, se reduce); puente salino y voltímetro conectando ambas semiceldas.
Apartado b) — 3Sn2+(aq) + 2Al(s) → 3Sn(s) + 2Al3+(aq).
Apartado c) — +2 (con H=+1 x2=+2 y O=-2 x2=-4; para que la suma sea 0, el C debe ser +2).