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46 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com 20. (Unitau) Misturando 2g de hidrogênio e 32g de oxigênio em um balão de vidro e provocando a reação entre os gases, obteremos: (Dados: H = 1; O = 16) a) 32 g de água com 2 g de oxigênio, que não reagiram. b) 32 g de água com 1 g de oxigênio, que não reagiu. c) 34 g de água oxigenada. d) 34 g de água, não restando nenhum dos gases. e) 18 g de água ao lado de 16 g de oxigênio, que não reagiram. 21. (Ufsj 2012) Considere as seguintes reações químicas, ocorrendo em recipientes abertos: I. Adição de sódio metálico à água. II. Enferrujamento de um prego. III. Adição de bicarbonato de sódio em vinagre. IV. Queima de álcool etílico. Se essas reações ocorrerem sobre um prato de uma balança, a única reação em que a massa final medida na balança será maior que a inicial é a de número a) l b) III c) IV d) ll 22. (Fatec) Amônia é matéria-prima fundamental na fabricação de produtos importantes, como fertilizantes, explosivos, antibióticos e muitos outros. Na indústria, em condições apropriadas, a síntese da amônia se realiza a partir de nitrogênio e hidrogênio gasosos, como mostra a equação N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Considerando que nitrogênio e hidrogênio foram colocados para reagir em quantidades tais como na figura, onde 1 representa H2 e 2 representa N2 e supondo rendimento de 100% pode-se afirmar que a) nitrogênio e hidrogênio estão em proporções estequiométricas. b) hidrogênio foi colocado em excesso. c) nitrogênio é o reagente limitante. d) hidrogênio é o reagente limitante. e) ambos os reagentes estão em excesso. 23. (Uerj 2006) "Na natureza nada se cria, nada se perde; tudo se transforma". Esse enunciado é conhecido como Lei da Conservação das Massas ou Lei de Lavoisier. Na época em que foi formulado, sua validade foi contestada, já que na queima de diferentes substâncias era possível observar aumento ou diminuição de massa. Para exemplificar esse fenômeno, considere as duas balanças idênticas I e II mostradas na figura a seguir. Nos pratos dessas balanças foram colocadas massas idênticas de carvão e de esponja de aço, assim distribuídas: - pratos A e C: carvão; - pratos B e D: esponja de aço. A seguir, nas mesmas condições reacionais, foram queimados os materiais contidos em B e C, o que provocou desequilíbrio nos pratos das balanças. Para restabelecer o equilíbrio, serão necessários procedimentos de adição e retirada de massas, respectivamente, nos seguintes pratos: a) A e D b) B e C c) C e A d) D e B 24. (Fuvest) Os seguintes dados foram obtidos analisando-se amostras de óxidos de nitrogênio. Pela análise desses dados conclui-se que a) as amostras I, II e III são do mesmo óxido. b) apenas as amostras I e II são do mesmo óxido. c) apenas as amostras I e III são do mesmo óxido. d) apenas as amostras II e III são do mesmo óxido. e) as amostras I, II e III são de diferentes óxidos. 47 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com 25. (Mackenzie) Na reação dada pela equação A + B C, a razão entre as massas de A e B é 0,4. Se 8g de A forem adicionados a 25g de B, após a reação verificar-se-á: a) a formação de 28g de C, havendo excesso de 5g de A. b) um excesso de 4,8g de A e consumo total da massa de B colocada. c) a formação de 20g de C, havendo excesso de 13g de B. d) o consumo total das massas de A e B colocadas. e) um excesso de 5g de B e consumo total da massa de A colocada. 26. (Mackenzie) I - Quando exposto ao ar, um anel de prata escurece. II - Quando tocada pela chama de um isqueiro, uma folha de papel escurece e posteriormente transforma-se em cinzas, vapor de água e gás. A respeito das transformações I e II acima, é INCORRETO afirmar que: a) ocorre oxidação em ambas. b) na (I), ao escurecer, o anel tem a sua massa aumentada. c) na (II), ocorre a combustão do papel. d) na (II), o gás carbônico é um dos produtos da transformação do papel. e) somente numa dessas transformações, a Lei de Lavoisier (Lei da Conservação da Massa) é obedecida. 27. (Simulado – ENEM) Experimento I No prato A da balança acima esquematizada, foi colocada uma cápsula de porcelana contendo certa massa de enxofre sólido. No prato B da mesma balança, foi colocada uma cápsula de porcelana idêntica à anterior, contendo a mesma massa de enxofre sólido. Com isso os pratos A e B ficaram no mesmo nível. A seguir fez-se a combustão total do enxofre no prato A. Experimento II O experimento I foi repetido, substituindo-se o enxofre sólido por magnésio metálico sólido. As equações das reações de combustão são: S(s) + O2(g) → SO2(g) (Experimento I) 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s) (Experimento II) Lembrando que nos experimentos I e II a combustão ocorreu no prato A, podemos afirmar que, terminados os experimentos, seria constatado, sobre o nível dos pratos A e B podemos afirmar, que: Experimento I Experimento II a) A e B ficam no mesmo nível A e B ficam no mesmo nível b) A fica abaixo de B A fica abaixo de B c) A fica acima de B A fica acima de B d) A fica acima de B A fica abaixo de B e) A fica abaixo de B A fica acima de B 28. (Simulado – ENEM) A tabela a seguir mostra o resultado de três experimentos relativos à reação de síntese de um composto Z a partir das substâncias X e Y: X + Y → Z Experimen to Massas iniciais em gramas Massas finais em gramas X Y Z Excesso 1º 28 28 I 12 de Y 2º 7 5 II III 3º 11,2 6,4 IV V As lacunas I, II, III, IV e V são corretamente preenchidas com: I II III IV V a) 44 11 1 de Y 17,6 não há excesso b) 44 11 1 de X 17,6 não há excesso c) 56 16 não há excesso 16 1,6 de X d) 56 16 não há excesso 16 1,6 de Y e) 44 11 1 de Y 15,6 2 de X 29.(Simulado - ENEM) A figura abaixo representa uma balança equilibrada. No prato A temos uma cápsula de porcelana contendo enxofre puro e no prato B temos outra cápsula de porcelana, contendo carbono puro. As duas cápsulas têm a mesma massa, e as massas de enxofre e de carbono são também iguais. 48 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com 1º Experimento — Com auxílio de uma lente focalizando luz solar, inicia-se a reação de combustão total do enxofre e do carbono. 2º Experimento — Repete-se o 1º experimento, mas substituindo o carbono (C) pela mesma massa de magnésio (Mg). Terminados os dois experimentos, observa-se que: 30. (Simulado - ENEM) Verifica-se experimentalmente que 20g de uma substância A, reagindo com 30g de uma substância B, produzem 50g de uma substância C. A + B → C 20g +30g → 50g Considere os experimentos I e II seguintes, nos quais foram utilizados: I. 50g de A + 80g de B II. 35g de A + 45g de B As massas máximas de C que podem ser obtidas nos experimentos I e II são, respectivamente: A) 130g e 80g B) 125g e 75g C) 130g e 75g D) 125g e 80g E) 120g e 70g CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO Exercícios de Fixação 1. (Enem 2014) Grandes fontes de emissão do gás dióxido de enxofre são as indústrias de extração de cobre e níquel, em decorrência da oxidação dos minérios sulfurados. Para evitar a liberação desses óxidos na atmosfera e a consequente formação da chuva ácida, o gás pode ser lavado, em um processo conhecido como dessulfurização, conforme mostrado na equação (1). 3(s) 2(g) 3(s) 2(g)CaCO SO CaSO CO (1) Por sua vez, o sulfito de cálcio formado pode ser oxidado, com o auxílio do ar atmosférico, para a obtenção do sulfato de cálcio, como mostrado na equação (2). Essa etapa é de grande interesse porque o produto da reação, popularmente conhecido como gesso, é utilizado para fins agrícolas. 3(s) 2(g) 4(s)2 CaSO O 2 CaSO (2) As massas molares dos elementos carbono, oxigênio, enxofre e cálciosão iguais a 12g / mol, 16g / mol, 32g / mol e 40g / mol, respectivamente. BAIRD, C. Química ambiental. Porto Alegre: Bookman. 2002 (adaptado). Considerando um rendimento de 90% no processo, a massa de gesso obtida, em gramas, por mol de gás retido é mais próxima de a) 64. b) 108. c) 122. d) 136. e) 245. 2. 7,45g de KCl em solução aquosa são adicionados a 15,3g de AgNO3 também em solução aquosa. Calcule o peso do precipitado (AgCl) obtido. KCl + AgNO3 KNO3 + AgCl (MA: K = 39; CI = 35,5; Ag = 108; N = 14; O = 16) 3. Qual é a massa máxima de H2O que podemos obter a partir de uma mistura contendo 80g de O2 e 80g de H2? 2H2 + O2 2H2O (MA: H = 1; O = 16) 4. (Enem 2013) A produção de aço envolve o aquecimento do minério de ferro, junto com carvão (carbono) e ar atmosférico em uma série de reações de oxirredução. O produto é chamado de ferro-gusa e contém cerca de 3,3% de carbono. Uma forma de eliminar o excesso de carbono é a oxidação a partir do aquecimento do ferro-gusa com gás oxigênio puro. Os dois principais produtos formados são aço doce (liga de ferro com teor de 0,3% de carbono restante) e gás carbônico. As massas molares aproximadas dos elementos carbono e oxigênio são, respectivamente, 12 g/mol e 16 g/mol. LEE, J. D. Química Inorgânica não tão concisa. São Paulo: Edgard Blücher, 1999 (adaptado). Considerando que um forno foi alimentado com 2,5 toneladas de ferro-gusa, a massa de gás carbônico formada, em quilogramas, na produção de aço doce, é mais próxima de a) 28. b) 75. c) 175. d) 275. e) 303. 49 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com 5. Qual é o volume máximo de amônia que pode ser obtido a partir de 30 L de H2 e 30 L de N2, a uma mesma temperatura e pressão? N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 6. Qual é a massa máxima de amônia que pode ser obtida a partir de 40 kg de uma mistura contendo 28% de N2 e 72% de H2 em massa? Qual é o reagente limitante, se for o caso? (MA: H = 1; N = 14) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 7. (Ueg) Uma amostra de 25 g de carbonato de cálcio impuro foi submetida à decomposição por aquecimento e verificou-se a produção de 5 L de gás carbônico que foi medido a 30 C e 1atm. O porcentual de carbonato de cálcio presente na amostra é aproximadamente: Dados: 13MM CaCO 100 g mol ; 1 1R 0,082 atm L mol K a) 20% b) 60% c) 80% d) 90% 8. (Fgv) O hidrogenossulfito de sódio, NaHSO3, é um insumo usado na indústria de fabricação de papel e de curtume. Pode ser obtido a partir da reação representada na seguinte equação: 2 3 2 2 3 2 Na CO aq 2 SO g H O 2 NaHSO aq CO g . A quantidade máxima de NaHSO3, em mols, produzida a partir de 42,4 toneladas de Na2CO3, é a) 44 10 . b) 54 10 . c) 48 10 . d) 58 10 . e) 68 10 . 9. Calcule as massas de NaOH e FeS2 necessárias à obtenção de 126 kg de Na2SO3, pelo processo seguinte. (MA: Fe = 56; S = 32; Na = 23; O = 16; H = 1) 4FeS2 + 11 O2 2Fe2O3 + 8SO2 SO2 + 2 NaOH Na2SO3 + H2O 10. (Pucrj) O elemento boro pode ser preparado pela redução do B2O3, segundo a equação abaixo. 2 3B O 3Mg 2B 3MgO Partindo-se de 262,5 g do óxido de boro em excesso de magnésio, obteve-se 33 g de B, o que significa que o rendimento percentual (%) da reação foi mais próximo de: a) 30 b) 35 c) 40 d) 45 e) 50 11. Calcule a massa de carbono necessária à obtenção de 56 kg de ferro pelo processo seguinte. (MA: Fe = 56; O = 16; C = 12) 2C + O2 2CO Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 12. (Pucrj) A queima de 5,0 g de uma amostra de carbono consumiu totalmente esse reagente e produziu uma mistura de CO e CO2. Se a massa de CO2 produzida foi 13,9 g, a quantidade em mol de CO é: a) 0,02 b) 0,05 c) 0,08 d) 0,1 e) 0,15 13. (ifsp) O metal manganês, empregado na obtenção de ligas metálicas, pode ser obtido no estado líquido, a partir do mineral pirolusita, MnO2, pela reação representada por: 2 2 33MnO s 4A s 3Mn 2A O s Considerando que o rendimento da reação seja de 100%, a massa de alumínio, em quilogramas, que deve reagir completamente para a obtenção de 165 kg de manganês, é Massas molares em g/mol: A 27; Mn 55; O 16. a) 54. b) 108. c) 192. d) 221. e) 310. 14. Calcule a massa de pirita (FeS2) necessária à obtenção de 490 kg de H2SO4 pelo processo seguinte. 4FeS2 + 11 O2 2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2 2SO3 SO2 + H2O H2SO4 (MA: Fe = 56; S = 32; O = 16; H = 1) 50 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com 15. (Ufsj) A equação química dada abaixo se refere à combustão completa de um componente do gás de cozinha: 4 10 2 2 2g g g2C H 13O 8CO 10H O Em relação a essa equação, analise as seguintes afirmativas: I. O 4 10C H é uma substância inorgânica altamente inflamável. II. A quantidade em massa de oxigênio requerida é inferior à massa de 4 10C H . III. Se a massa de oxigênio for inferior a 200g na queima de 1 mol de 4 10C H , a reação não ocorrerá conforme descrita na equação acima, sendo provável a formação de CO. IV. A massa de 2CO produzida na combustão completa de 2 mols de 4 10C H é inferior à massa de oxigênio consumida na reação. De acordo com essa análise, estão CORRETAS as afirmativas a) I e III. b) III e IV. c) II e IV. d) I e II. 16. (Cefet MG 2015) O nióbio, metal usado como liga na produção de aços especiais e um dos mais resistentes à corrosão e altas temperaturas, é extraído na forma de pentóxido de dinióbio e pode ser reduzido à forma metálica na presença de alumínio, segundo a equação não balanceada a seguir: 2 5 2 3Nb O A A O Nb A massa aproximada de nióbio 1(MM 93g mol ), em toneladas, obtida ao se reagir 3,99t de 2 5Nb O 1(MM 266g mol ) com 3,0t de alumínio 1(MM 27g mol ), considerando-se um rendimento de 100% para a reação, é a) 1,40. b) 2,79. c) 6,20. d) 6,99. e) 10,33. 17) Calcule o volume de CO2 medido nas CNTP, obtido pela pirólise de 50g de CaCO3 de 80% de pureza. CaCO3 CaO + CO2 (MA: Ca = 40; C = 12; O = 16) 18. (Uece) No desentupimento de canos, é usada uma mistura de hidróxido de sódio e alumínio em pó que, quando misturados à água, reagem, exotermicamente, de acordo com a reação: 2NaOH(aq)+2Al(s) +6H2O(l) 2NaAl(OH)4(aq) + 3H2(g). Sabendo-se que, em determinado processo, reagiram 3,0 g de Al com excesso de NaOH, assinale o correto. (A) Nesta reação ocorre a redução do alumínio e a oxidação do hidrogênio. (B) O volume de H2 produzido em PTP é, aproximadamente, 5,0 L. (C) O calor gerado ajuda a fundir as gorduras, e o hidrogênio produzido, sob pressão, remove os resíduos. (D) O composto NaOH é uma base fraca e pouco solúvel. 19. (Uece) Suponha que 500 mL de solução de iodeto de potássio, com concentração em quantidade de matéria de 1,0 mol/L, reajam com nitrato de chumbo II, conforme a reação: 2KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) PbI2(s) + 2 KNO3(aq). O iodeto de chumbo II produzido tem massa, aproximadamente, igual a (A) 57,63 g. (B) 115,25 g. (C) 166,00 g. (D) 230,50 g. 20. Calcule a massa de CaCO3 de 80% de pureza que deve reagir com excesso de ácido clorídrico para produzir 1,00 L de CO2, medido a 22,4 atm e O°C. (MA: Ca = 40; C = 12; O = 16) CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O 21. Calcule a massa de enxofre de 96 de pureza necessária à obtenção de 500 kg de H2SO4 de 98 em massa (pureza de 98). (MA: H = 1; S = 32; O = 16) S + O2 SO2 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O H2SO4 22. 10g de alumínio reagindo com ácido sulfúrico em excessoliberaram 11,2 L de H2 nas CNTP. Calcule a porcentagem de pureza do alumínio. Admita que as impurezas não reagem com o ácido sulfúrico, liberando H2. (MA: AI = 27) 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 23. Qual é a quantidade de CO2 obtida na reação de 7,0 mol de CaCO3 com ácido clorídrico em excesso, sabendo-se que o rendimento da reação é igual a 90?