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INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS - CAMPUS PALMEIRA DOS ÍNDIOS Engenharia Civil – Química Geral – Carlos Jonnatan Aluno: ______________________________________________Data: ___/___/_____ Lista de Exercícios – Estequiometria e Soluções 1. O enxofre, S8, combina-se com o oxigênio em temperaturas elevadas para formar o dióxido de enxofre. (a) Escreva uma equação química balanceada para esta reação. (b) Se 200 moléculas de oxigênio são usadas nesta reação, quantas moléculas de enxofre reagirão? (c) Quantas moléculas de dióxido de enxofre serão formadas no item (b)? R = (a) S8 + 8 O2 → 8 SO2; (b) 25 moléculas de S8 (c) 200 moléculas de SO2. 2. Quantas toneladas de carbono são necessárias para reduzir 7,83 toneladas de Fe2O3 de acordo com a seguinte reação? 2 Fe2O3 + 3 C → 3 CO2 + 4 Fe Quantas toneladas de ferro são produzidas? R = 0,883 tonelada de C; 5,48 toneladas de Fe. 3. O cobre reage com ácido sulfúrico de acordo com a seguinte equação: 2 H2SO4 + Cu → CuSO4 + 2 H2O + SO2 Quantos gramas de dióxido de enxofre são formados por essa reação se 14,2 g de cobre reagem com 18,0 g de ácido sulfúrico? R = O ácido sulfúrico é o reagente limitante e forma 5,88 g de SO2. 4. O carbeto de silício, um abrasivo, é produzido pela reação do dióxido de silício com grafite (carbono sólido): SiO2 + C → SiC + CO (balanceada?) Misturamos 150,0 g de SiO2 com 101,5 g de C. Se a reação prossegue até o consumo total de um dos reagentes, qual o reagente que irá sobrar? Quanto deste reagente permanece? R = O SiO2 é limitante e sobrará 11,5 g de C. 5. O rendimento percentual da seguinte reação é consistentemente 87%. CH4(g) + 4 S(g) → CS2(g) + 2 H2S(g) Quantos gramas de enxofre seriam necessários para obter 80,0 g de CS2? R = 150 g. 6. Se 21 g de H2S são misturados com 38 g de O2 e formam-se 31 g de SO2, qual é o rendimento percentual? 2 H2S + 3 O2 → 2 SO2 + 2 H2O R = H2S é limitante e o rendimento percentual é 79%. 7. O carbeto de silício é um abrasivo usado na fabricação de esmeris. Uma companhia está investigando se eles podem ser mais eficientes na construção de tais esmeris fabricando seu próprio SiC via a reação SiO2 + 3 C → SiC + 2 CO (a) Se esta reação consistentemente tem um rendimento de 85%, qual é a quantidade mínima tanto de dióxido de silício quanto de carbono necessária para produzir 3.400 g de SiC para a fabricação de esmeris de corte? (b) O dióxido de silício deve ser obtido de areia e o carbono é derivado do carvão. Se a areia disponível tem 95% em massa de SiO2 e o carvão tem 73% em massa de C, qual é a massa de carvão necessária para cada tonelada de areia usada? R = (a) 6,0 x 106 g de SiO2 e 3,6 x 106 g de C; (b) 0,78 tonelada de carvão por tonelada de areia. 8. Qual é o volume, em mililitros, de NaOH 0,512 mol/L necessário para reagir completamente com 25,0 mL de H2SO4 0,234 mol/L? R = 22,9 mL. 9. A criolita (Na3AlF6) é usada na produção comercial de alumínio a partir do minério. A criolita em si é produzida pela seguinte reação: 6 NaOH + Al2O3 + 12 HF → 2 Na3AlF6 + 9 H2O Uma mistura contendo 800,0 kg de NaOH, 300,0 kg de Al2O3 e 600,0 kg de HF é aquecida a 950°C e reage até o final. Qual é a massa máxima de Na3AlF6 formada? R = HF é limitante e formam-se 1.049 kg de Na3AlF6. 10. O sulfato de cálcio é o componente essencial de gesso calcinado e rochas em folha. O rejeito de sulfato de cálcio pode ser convertido em cal viva, CaO, pela reação com carbono em altas temperaturas. As duas reações a seguir representam uma sequência de reações que podem ocorrer: CaSO4(s) + 4 C(s) → CaS(l) + 4 CO(g) CaS(l) + 3 CaSO4(s) → 4 CaO(s) + 4 SO2(g) Qual a massa de dióxido de enxofre que poderia ser formada a partir de 1,250 kg de sulfato de cálcio? R = 588,2 g. 11. Você está projetando um processo para instalação de tratamento de esgoto com a intenção de remover HCl da entrada de água. Várias bases estão sendo consideradas para o uso e seus custos estão listados na tabela a seguir. Se o custo é a principal preocupação, qual base você recomendaria usar? Use argumentos estequiométricos para justificar sua resposta. R = NH3. 12. O alumínio dissolve-se em HCl, de acordo com a equação escrita a seguir, enquanto o cobre não. 2 Al(s) + 6 HCl(aq) → 2 AlCl3(aq) + 3 H2(g) Uma amostra de 35,0 g de uma liga de cobre-alumínio é jogada dentro de 750 mL de HCl 3,00 mol/L e a reação acima prossegue tão longe quanto possível. Se a liga contém 77,1% em massa de Al, qual massa de hidrogênio gasoso seria produzida? R = 2,27 g de H2. 13. Muitas operações de mineração produzem resíduos que podem ser oxidados para formar ácidos, incluindo o ácido sulfúrico. Um produto químico que reage dessa maneira é a calcopirita, CuFeS2, cuja oxidação líquida pode ser descrita pela seguinte equação: 4 CuFeS2(s) + 17 O2(g) + 10 H2O → 4 Fe(OH)3(s) + 4 CuSO4(aq) + 4 H2SO4(aq) Um engenheiro de minas colocou uma amostra de 2,3 kg de CuFeS2(s) próximo a um contêiner vazio de 40 L. Os experimentos de degradação de rochas simulados foram conduzidos e o escoamento, coletado, levando a 35,8 L de solução. Uma alíquota de 25,00 mL dessa solução foi analisada com NaOH(aq) 0,0100 mol/L. A titulação precisou de 38,1 mL para atingir o ponto de equivalência. (a) Qual era a concentração do ácido sulfúrico? (b) Supondo que o único ácido no contêiner veio da calcopirita, qual é a massa da calcopirita que reagiu? (c) Qual a porcentagem da calcopirita que reagiu nesse experimento? R = (a) H2SO4 7,62 x 10-3 mol/L; (b) 50,1 g de CuFeS2; (c) 2,2%.