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Lista de Exercícios – Estequiometria Página | 1 Exercícios de cálculos estequiométricos: Fixação MASSA Questão 01 - (UDESC SC) A produção de silício de alta pureza, para aplicações tecnológicas, passa por inúmeras etapas, sendo que a etapa final está apresentada pela reação abaixo: SiCl4 + Mg → Si + MgCl2 Sobre essa reação, analise as proposições. I. A reação está balanceada. II. A reação não está balanceada, sendo os coeficientes estequiométricos para essa reação 1:2:1:2. III. Ao se utilizar 170,1 g de SiCl4 serão consumidos 48,6 g de magnésio. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa II é verdadeira. b) Somente a afirmativa I é verdadeira. c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. e) Somente a afirmativa III é verdadeira. TEXTO: 1 - Comum à questão: 2 Cinco amigos estavam estudando para a prova de Química e decidiram fazer um jogo com os elementos da Tabela Periódica: • cada participante selecionou um isótopo dos elementos da Tabela Periódica e anotou sua escolha em um cartão de papel; • os jogadores Fernanda, Gabriela, Júlia, Paulo e Pedro decidiram que o vencedor seria aquele que apresentasse o cartão contendo o isótopo com o maior número de nêutrons. Os cartões foram, então, mostrados pelos jogadores. Questão 02 - (FATEC SP) Os isótopos representados contidos nos cartões de Paulo e Gabriela podem reagir entre si para formar óxido de lítio, segundo a reação balanceada 4 Li (s) + O2 (g) → 2 Li2O (s) A massa de lítio necessária para reagir completamente com 3,2 kg de oxigênio é, em quilogramas, Massas molares: Li: 7 g/mol O: 16 g/mol a) 1,4 b) 1,8 c) 2,8 d) 4,3 e) 7,1 Questão 03 - (FPS PE) A equação de combustão não balanceada da glicose é apresentada a seguir. Qual é a massa, em gramas, de glicose que precisa ser consumida para gerar 54 g de água? C6H12O6(s) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) As massas molares em g/mol são: H = 1; C = 12; O = 16. a) 90 b) 9 c) 18 d) 180 e) 54 Questão 04 - (FPS PE) O limite máximo de "ingestão diária aceitável" (IDA) de aspartame é de 40 mg por kg de massa corporal. Se um sachê de 0,8 g de adoçante contém apenas 30 mg de aspartame, qual o número de sachês que uma pessoa com 60 kg pode ingerir para atingir o limite máximo de IDA? a) 80 b) 3 c) 20 d) 10 e) 60 Questão 05 - (UFRGS RS) O dióxido de enxofre lançado na atmosfera pode provocar sérios prejuízos ambientais. Para minimizar esses efeitos, pode-se realizar o tratamento das Lista de Exercícios – Estequiometria Página | 2 emissões de chaminés que liberam SO2 com uma pasta úmida de calcário, em presença de um oxidante. Essa pasta de calcário, em contato com o SO2, produz a reação abaixo já ajustada. SO2(g) + 1/2 O2(g) + CaCO3(s) → CaSO4(s) + CO2 (g) Considere que a chaminé de uma determinada indústria emite 160 kg de SO2 ao dia. Qual a massa diária de carbonato de cálcio necessária para consumir essa quantidade de SO2? a) 40 kg. b) 50 kg. c) 100 kg. d) 150 kg. e) 250 kg. MOL Questão 06 - (Unievangélica GO) Pode-se obter o metal cobre usado como fiação elétrica, a partir da ustulação do minério calcosita, Cu2S, que é o aquecimento do minério na presença do oxigênio, conforme equação representativa a seguir. Cu2S(s) + O2(g) ⎯→⎯ 2 Cu(l) + SO2(g) As massas molares dos elementos Cu e S são, respectivamente, iguais a 63,5 g/mol e 32g/mol. CANTO, E. L. Minerais, minérios, metais: de onde vêm?, para onde vão? São Paulo: Moderna, 1996 (adaptado). Pag. 381. Considerando-se uma reação de rendimento 100% na obtenção de 10 mols do cobre, a quantidade, em gramas, do minério necessário, será de a) 1590 b) 795 c) 79,5 d) 159 Questão 07 - (UFSCAR SP) Considere a seguinte reação: 4 Al (s) + 3 O2 (g) → 2 Al2O3 (s) Sabendo que a massa molar do alumínio é igual a 27 g/mol, a quantidade de óxido de alumínio, em mol, formado numa reação em que foram colocados 10 g de Al para reagir com excesso de O2 é, aproximadamente, igual a a) 0,7. b) 0,6. c) 0,4. d) 0,2. e) 0,1. Questão 8 - (UFU MG) Um cientista necessita de 4,48 L de O2(g) , medidos nas CNTP. Ele dispõe, em seu laboratório, do reagente nitrato de potássio sólido, pureza 100%, que fornece O2(g) por decomposição térmica, segundo a equação não balanceada. KNO3(s) → KNO2(s) + O2(g) Supondo que a reação tenha 100% de rendimento, qual é a massa aproximada de nitrato de potássio que deve ser usada para que o cientista obtenha o volume de O2(g) desejado? Dados: massa molar KNO3 = 101g/mol e volume molar CNTP = 22,4 L a) 4,48 gramas b) 40,4 gramas c) 9 gramas d) 20,2 gramas EXCESSO Questão 9 - (IBMEC RJ) Em um laboratório, foram postos para reagir 5 mols de N2(g)com 12 mols de H2(g), em um recipiente fechado de x litros de capacidade, a certa temperatura. Sabendo que a equação que representa a reação é: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) Indique qual a quantidade em mols do reagente em excesso? a) 1 b) 2 c) 3 d) 5 e) 12 Lista de Exercícios – Estequiometria Página | 3 Questão 10 - (UNESP SP) Um químico deseja preparar hidrazina (N2H4) através da reação de 3,6 mol de NH3 com 1,5 mol de OCl−. A reação química é dada pela equação: OHClHNOClNH2 2423 ++→+ −− O número de mols de hidrazina obtido é a) 1,5. b) 1,8. c) 2,1. d) 3,6. e) 5,1. Questão 11 - (UFRGS RS) A reação completa entre 5,0g de gás carbônico e 8,0g de hidróxido de sódio, segundo a equação: CO2 + NaOH → Na2CO3 + H2O produz................gramas de carbonato de sódio, restando...............g do reagente colocado em excesso. Os números que preenchem corretamente as lacunas são, respectivamente, a) 10,0 e 0,6 b) 2,0 e 1,0 c) 5,8 e 4,0 d) 10,0 e 3,0 e) 8,3 e 0,6 Questão 12 - (UFPR) Em uma experiência na qual metano (CH4) queima em oxigênio, gerando dióxido de carbono e água, foram misturados 0,25mol de metano com 1,25mol de oxigênio. Dados: C=12; O=16; H=1 a) todo o metano foi queimado? Justifique. b) quantos gramas de CO2 foram produzidos? Justifique. PUREZA Questão 13 - (UFAL) O óxido de cálcio é obtido segundo a equação representada abaixo e gera durante sua produção grande quantidade de dióxido de carbono. )g(2)s()s(3 COCaOCaCO +⎯→⎯ A massa de dióxido de carbono formada partindo-se de 200,0 g de carbonato de cálcio com 90% de pureza é Dados: Massas molares (g mol–1) Ca ......40 C ........12 O.........16 a) 7,9 g. b) 8,8 g. c) 79,2 g. d) 88,0 g. e) 96,8 g. Questão 14 - (UFMT) Determine a massa de carbonato de cálcio presente em 60g de uma amostra de calcário com 85% de pureza em CaCO3. Questão 15 - (UFRGS RS) A combustão do álcool etílico é representada pela seguinte equação: C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O. Na queima de 100g de um álcool hidratado, com 92% de pureza, a massa de água formada na reação é aproximadamente igual a: a) 18g b) 54g c) 108g d) 116g e) 117g RENDIMENTO Questão 16 - (UEPB) O óxido nitroso é usado como anestésico em partos. A sua obtenção é dada pela reação apresentada na equação química abaixo: Lista de Exercícios – Estequiometria Página | 4 OH2ONNONH 2234 +→ Se foram usados 6 gramas de nitrato de amônio e foram obtidos 2,97 g de óxido de dinitrogênio, qual o rendimento da reação? a) 91% b) 110% c) 97% d) 90% e) 80% Questão 17 - (UFJF MG) O cromo éum metal empregado na produção do aço inox e no revestimento (cromação) de algumas peças metálicas. Esse metal é produzido por meio da reação abaixo: )(32)()()(32 22 ssss OAlCrAlOCr +→+ Partindo-se de 15,2 gramas de Cr2O3 e admitindo-se que este processo tem um rendimento de 75 %, a massa produzida de cromo é igual a: a) 11,8 g. b) 10,4 g. c) 13,8 g. d) 15,2 g. e) 7,8g. Exercícios de cálculos estequiométricos: Propostos MASSA Questão 01 - (Uni-FaceF SP) Durante o processo de fermentação das uvas, seus açúcares são transformados em etanol. Esse processo pode ser representado pela equação: C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 Considerando que a reação tenha rendimento total, a massa de açúcar necessária para sintetizar 414 g de etanol é próxima de a) 1 656 g. b) 810 g. c) 552 g. d) 108 g. e) 40 g. Questão 02 - (Mackenzie SP) Na reação de neutralização, representada pela equação não balanceada, quando são misturados 444 g de Ca(OH)2 e 294 g de H3PO4, Ca(OH)2 + H3PO4 → Ca3(PO4)2 + H2O Dados: Massas molares, em g mol–1, H2O = 18, Ca(OH)2 = 74, H3PO4 = 98 e Ca3(PO4)2 = 310 é INCORRETO afirmar que a) o hidróxido de cálcio encontra-se em excesso. b) são formados 162 g de água. c) a reação produz 465 g de fosfato de cálcio. d) permaneceram sem reagir 74 g de hidróxido de cálcio. e) o ácido fosfórico é o reagente limitante. MOL Questão 03 - (PUC Camp SP) No ateliê de um ourives, as joias são feitas de ouro 18 quilates, que consiste em uma liga contendo 75% de ouro + 25% de outros metais. Assim, uma aliança com 3,0 g dessa liga contém uma quantidade de ouro, em mol, de, aproximadamente, Dado: Massa molar (g/mol) Au = 197 a) 0,01. b) 0,02. c) 0,03. d) 0,04. e) 0,05. EXCESSO Questão 04 - (UFRR) O produto vendido comercialmente como água sanitária, muito utilizado devido as suas propriedades bactericida e alvejante, é uma solução de 2 – 2,5 % de hipoclorito de sódio. Este pode ser produzido fazendo- se reagir gás cloro com hidróxido de sódio: Lista de Exercícios – Estequiometria Página | 5 Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O. Ao misturar 150 kg de cloro com 160 kg de hidróxido de sódio, a massa de hipoclorito de sódio obtida após a reação será de a) 157 kg; b) 149 kg; c) 75 kg; d) 79 kg; e) 153 kg. Questão 05 - (PUC SP) Em uma reação entre ácido sulfúrico e hidróxido de sódio, foram misturados 122,5g de ácido sulfúrico e 130g de NaOH. Segue a equação não balanceada: H2SO4(aq) + NaOH(aq) → Na2SO4(s) + H2O(l) Qual o reagente limitante e a massa de NaOH consumida, respectivamente? a) NaOH e 50g b) NaOH e 100g c) H2SO4 e 50g d) H2SO4 e 100g Questão 06 - (UFRGS RS) A hidrazina (N2H4) é usada como combustível para foguetes e pode ser obtida a partir da reação entre cloramina e amônia, apresentada abaixo. NH2Cl + NH3 → N2H4 + HCl Assinale a alternativa que apresenta a massa de hidrazina que pode ser obtida pela reação de 10,0 g de cloramina com 10,0 g de amônia. a) 5,00 g. b) 6,21 g. c) 10,00 g. d) 20,00 g. e) 32,08 g. PUREZA Questão 07 - (CEFET MG) Fitas de magnésio podem ser queimadas quando em contato com fogo e na presença de gás oxigênio. Durante a reação, pode-se observar a formação de um sólido branco e a liberação de uma luz intensa. Suponha que uma fita de magnésio de 3 g, com 80% de pureza em massa, seja queimada. A massa aproximada, em gramas, do sólido branco será igual a a) 3. b) 4. c) 5. d) 6. Questão 08 - (FMABC SP) O hidróxido de magnésio é um sólido pouco solúvel em água e o princípio ativo do leite de magnésia, suspensão em água que atua como antiácido estomacal ou laxante. Uma amostra de massa 1,00 g contendo hidróxido de magnésio e impurezas sólidas foi completamente neutralizada por 50,0 mL de uma solução aquosa de ácido nítrico de concentração 0,40 mol/L. Considerando que as impurezas não reagiram durante o processo, pode-se afirmar que o teor de hidróxido de magnésio presente na amostra impura é de a) 29%. b) 49%. c) 58%. d) 70%. e) 87% Questão 09 - (UFRGS RS) Nas tecnologias de energias renováveis, estudos têm sido realizados com tintas fotovoltaicas contendo nanopartículas de dióxido de titânio, TiO2. Essas tintas são capazes de transformar a energia luminosa em energia elétrica. O dióxido de titânio natural pode ser obtido da ilmenita, um óxido natural de ferro e titânio minerado a partir das areias de praia. A reação de obtenção do dióxido de titânio, a partir da ilmenita, é representada pela reação abaixo já ajustada. 2 FeTiO3 + 4 HCl + Cl2 → 2 FeCl3 + 2 TiO2 + 2 H2O A massa de dióxido de titânio que pode ser obtida, a partir de uma tonelada de areia bruta com 5% de ilmenita, é, aproximadamente, (Dados: TiO2 = 80 g.mol–1 e FeTiO3 = 152 g.mol–1) Lista de Exercícios – Estequiometria Página | 6 a) 16 kg. b) 26,3 kg. c) 52,6 kg. d) 105,2 kg. e) 210,4 kg. RENDIMENTO Questão 10 - (FPS PE) A magnetita é um mineral magnético cuja fórmula química é Fe3O4. É possível obter ferro metálico a partir da redução da magnetita. Para isso, utiliza-se grafite como agente redutor, de acordo com a reação: Fe3O4 (s) + 2C (graf) → 3 Fe (s) + 2 CO2 (g) Sabendo que este processo tem um rendimento global de 85%, calcule a massa aproximada de magnetita que precisa ser reduzida para que se obtenha 42 toneladas de ferro. Considere as seguintes massas molares: C = 12 g/mol; O = 16 g/mol; Fe = 56 g/mol. a) 75,1 t b) 68,2 t c) 58,0 t d) 49,3 t e) 27,2 t Questão 11 - (UCS RS) O cloreto de alumínio é um reagente barato utilizado em muitos processos industriais. Atua como catalisador em várias reações, como nas de Friedel-Crafts e de Diels- Alder, além de ser empregado na polimerização e na isomerização de vários compostos orgânicos. O AlCl3 pode ser obtido industrialmente, tratando-se sucata de alumínio com gás cloro, de acordo com a equação química não balanceada representada abaixo. Al(s) + Cl2 (g) → AlCl3 (s) Se 2,70 g de Al e 4,26 g de Cl2 forem misturados, o rendimento máximo possível (em gramas) de AlCl3 será, em valores arredondados, de a) 3,4. b) 4,6. c) 5,3. d) 6,8. e) 7,2. Questão 12 - (ENEM) A minimização do tempo e custo de uma reação química, bem como o aumento na sua taxa de conversão, caracterizam a eficiência de um processo químico. Como consequência, produtos podem chegar ao consumidor mais baratos. Um dos parâmetros que mede a eficiência de uma reação química é o seu rendimento molar (R, em %), definido como 100 n n R limitante reagente produto = em que n corresponde ao número de mols. O metanol pode ser obtido pela reação entre brometo de metila e hidróxido de sódio, conforme a equação química: CH3Br + NaOH → CH3OH + NaBr As massas molares (em g/mol) desses elementos são: H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23; Br = 80. O rendimento molar da reação, em que 32 g de metanol foram obtidos a partir de 142,5 g de brometo de metila e 80 g de hidróxido de sódio, é mais próximo de a) 22%. b) 40%. c) 50%. d) 67%. e) 75%.