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F R E N T E 2 241 56 O clorato de potássio pode ser decomposto termica- mente pela equação: 2 KClO3(s)→ 2 KCl(s) + 3 O2(g) A decomposição total de 9,8 g de KClO3 impuri- cado por KCl produz 2,016 L de O2 medidos nas condições normais de temperatura e pressão. Dados: Massas atômicas (uma): K = 39; Cl = 35,5; O = 16. Assinale a alternativa falsa: A a % de pureza desse clorato é 75%. a massa de KCl resultante é 6,92 g. C a massa de O2 produzida é 2,88 g. d o número de mols de KCl resultante é 0,06. o rendimento da reação é 100%. 57 FGV-SP A presença de íon de fosfato no esgoto des- carregado em rios e lagos é muito prejudicial aos ecossistemas aquáticos. É por isso que as estações de tratamento de esgoto mais avançadas incluem um processo de “remoção de fósforo”, como mostrado a seguir: H2PO4 - + MgO + NH4 + + 5 H2O→ Mg(NH4)PO4 · 6 H2O Uma estação de tratamento de esgoto em uma cidade de tamanho médio processa 50.000 m 3 de esgoto bruto por dia. A análise química do esgoto mostra que contém 30 ppm (partes por milhão) de íon de H2PO4 -. Partindo- -se do pressuposto de que a eciência da remoção do íon de fosfato é de 90%, quanto Mg(NH4)PO4·6 H2O a estação produz semanalmente? Dados: Massas molares H = 1 g/mol; P = 31 g/mol; O = 16 g/mol; Mg = 24 g/mol; N = 14 g/mol. A 3.414 kg 3.793 kg C 15,5 toneladas d 19,1 toneladas 23,9 toneladas 58 Relativamente à equação a seguir, que representa, de forma simplificada, a obtenção do ferro a partir da he- matita, fazem-se as afirmações a seguir. Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 Dados: Massas molares (g/mol): Fe = 56 ; O = 16; C = 12. I. O ferro é obtido por redução da hematita. II. Ocorre uma reação de adição. III. Obtêm-se 210 kg de ferro, se for usada uma tonelada de hematita com 40% de pureza e consi- derando que o rendimento da reação foi de 75%. IV. No monóxido de carbono ocorre redução. Dentre as armações, somente são corretas: A I e II. II e IV. C II e III. d III e IV. I e III. 59 UFMG Considere a montagem, na qual 1,0 · 10-3 mol de cobre metálico é aquecido no tubo ligado à duas seringas, as quais contêm um total de 100 cm 3 de ar seco, medidos às CNTP. Os êmbolos das seringas são sucessivamente empurrados, de modo a fazer com que o ar circule pelo tubo contendo o cobre: Observa-se que o cobre se torna negro e que o volume de ar nas seringas diminui. Sabe-se que o ar contém aproximadamente 21% de oxigênio em volume. 1. Indique as evidências que demonstram a ocor- rência de uma reação química no sistema considerado. 2. Escreva a equação balanceada da reação, con- siderando que ela se processou até a oxidação completa do cobre. 3. Sabendo-se que todo o cobre reagiu, determine o volume do ar total contido nas seringas, no final da experiência, medido às CNTP. 60 Unicamp 2019 A adição de biodiesel ao diesel tradicional é uma medida voltada para a diminuição das emissões de gases poluentes. Segundo um estudo da FIPE, graças a um aumento no uso de biodiesel no Brasil, entre 2008 e 2011, evitou-se a emissão de 11 milhões de toneladas de CO2 (gás carbônico). (Adaptado de Guilherme Profeta, “Da cozinha para o seu carro: cúrcuma utilizada como aditivo de biodiesel”. Cruzeiro do Sul, 10/04/2018.) Dados de massas molares em g·mol 1: H = 1, C = 12, O = 16. Considerando as informações dadas e levando em conta que o diesel pode ser caracterizado pela fórmu- la mínima (CnH2n), é correto armar que entre 2008 e 2011 o biodiesel substituiu aproximadamente A 3,5 milhões de toneladas de diesel. 11 milhões de toneladas de diesel. C 22 milhões de toneladas de diesel. d 35 milhões de toneladas de diesel. 61 Fuvest Um sólido S é decomposto por aquecimento e o produto sólido obtido, ao reagir com água, forma hidróxido de cálcio. Este reage com carbonato de só- dio produzindo soda cáustica (NaOH) e regenerando o sólido S que é reciclado. Qual a fórmula de S e sua respectiva massa necessária para iniciar um ciclo de produção de soda cáustica a partir de 1,06 toneladas de carbonato de sódio? Dados: Massas molares (g/mol): C = 12; O = 16; Na = 23; Ca = 40. QUÍMICA Capítulo 3 Cálculo estequiométrico242 Admita em todas as etapas um rendimento de 100%. A CaO e 0,56 t CaO e 1,12 t C Ca(OH)2 e 1,06 t d CaCO3 e 1,00 t CaCO3 e 2,00 t 62 Mackenzie Sabendo que 2 C4H10 + 13 O2→ 8 CO2 + 10 H2O, então o volume de ar, medido a 27 °C e 1 atm, necessário para a combustão de 23,2 g de gás butano, é: Dados: 1. Considerar a composição do ar (em volume): 80% de N2 e 20% de O2. 2. Constante universal dos gases = 0,082 atm ⋅ litro/mol ⋅ K 3. Massa molar do butano = 58 g/mol A 319,8 litros. 116,4 litros. C 302,8 litros. d 127,9 litros. 80,0 litros. 63 Fuvest Duas das reações que ocorrem na produção do ferro são representadas por: 2 C(s) + O2(g) → 2 CO(g) Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO2(g) O monóxido de carbono formado na primeira reação é consumido na segunda reação. Considerando apenas essas duas etapas do processo, calcule a massa aproximada, em kg, de carvão consumido na produção de uma tonelada de ferro. Dados: Massas atômicas: (Fe = 56; C = 12; O = 16). 64 Vunesp As máscaras de oxigênio utilizadas em aviões contêm superóxido de potássio (KO2) sólido. Quando a máscara é usada, o superóxido reage com o CO2 exalado pela pessoa e libera O2, necessária à respiração, segundo a equa- ção química balanceada: 4 KO2(s) + 2 CO2(g)→ 2 K2CO3(s) + 3 O2(g) Dados: Massas molares, em g/mol: C =12; O = 16; K = 39; volume molar dos gases (CNTP) = 22,4 L. Calcule: a) a massa de KO2, expressa em gramas, necessária para reagir com 0,10 mol de CO2. b) o volume de O2 liberado a 0 °C e 760 mm Hg, para a reação de 0,4 mol de KO2. 65 Fatec 2019 Hidrocarbonetos podem ser usados como combustível, por exemplo o gás but-1-eno. Assinale a alternati- va que apresenta a fórmula molecular e a quantidade mínima, em kg, de gás oxigênio necessária para a combustão completa de 5,6 kg desse combustível. Fórmula Massa (kg) A C3H6 19,2 C4H8 19,2 C C4H8 3,2 d C3H6 3,2 C4H10 19,2 66 UFTM 2012 O carbonato de sódio, importante matéria-prima na fabricação de vidros, pode ser produzido a partir da reação do cloreto de sódio, amônia e gás carbônico, processo químico conhecido como processo Solvay. São apresentadas duas etapas desse processo. Etapa I: NaCl + CO2 + NH3 + H2O NaHCO3 + NH4Cl Etapa II: 2 NaHCO3 D Na2CO3 + CO2 + H2O Considerando que o rendimento da etapa I é 75% e o da etapa II é 100%, a massa de carbonato de sódio, em kg, que pode ser produzida a partir de 234 kg de cloreto de sódio é: A 159. 212. C 283. d 318. 424. F R E N T E 2 243 67 Famerp 2017 O bicarbonato de sódio, NaHCO3(s), ao ser aquecido, sofre transformação química produzindo carbonato de sódio, Na2CO3(s), dióxido de carbono, CO2(g), e vapor de água, H2O(g). Considerando um rendimento de 100% para a reação, a massa de carbonato de sódio obtida a partir de 168 g de bicarbonato de sódio é A 84 g. 212 g. C 106 g. d 62 g. 168 g. 68 FEI Em um aparelho gasométrico, cheio de solução de permanganato de potássio – (KMnO4), em meio ácido, intro- duziu-se exatamente 10 mL de água oxigenada (H2O2) comercial. A uma temperatura de 20 °C e uma pressão de 750 mmHg desprendeu-se 5 mL de oxigênio. A massa de oxigênio liberada é igual a: Dados: Massa atômica: O = 16 u; R = 62,34 mmHgL/Mol K ou 0,082 atmL/Mol K. A 0,0071 g 0,0033 g C 0,00657 g d 0,1522 g 6,57 g 69 Unicamp Com a intenção de proteger o motorista e o passageiro de lesões corporais mais graves, em muitos países já é obrigatório, em automóveis, o dispositivo chamado de “air bag”. Em caso de acidente, um microprocessador desen- cadeia uma série de reações químicas que liberam uma certa quantidade de nitrogênio, N2(g), que infla rapidamente um balão plástico situado à frente dos ocupantes do automóvel. As reações químicas que ocorrem nesse processo estão representadas pelas seguintes equações: Equação 1: 2 NaN3(s)→ 2 Na(s) + 3 N2(g) Equação 2: 10 Na(s) + 2 KNO3(s)→ 5 Na2O(s) + K2O(s) + N2(g) Equação 3:K2O(s) + Na2O(s) + SiO2(s) = silicato alcalino (vidro) No caso de acionamento do sistema de segurança descrito, supondo que o volume do saco plástico, quando total- mente inado, seja de 70 litros e que, inicialmente, houvesse 2,0 moles de NaN3 e 2,0 moles de KNO3, então: a) Qual será a pressão do gás (em kPa), dentro do balão, quando este estiver totalmente inflado? Considere a tem- peratura como sendo 27 °C. Dados: (R = 8,3 kPa L mol-1 K-1; kPa = quilopascal). b) Supondo-se que o processo envolvesse apenas as reações representadas pelas equações 1 e 2, qual seria a massa total de substâncias sólidas restantes no sistema? Dado: Massas molares: KNO3 = 101,1 g · mol -1; Na2O = 62 g · mol -1; K2O = 94,2 g · mol -1 70 Fuvest A oxidação da amônia (NH3) com oxigênio, alta temperatura e na presença de catalisador, é completa, pro- duzindo óxido nítrico (NO) e vapor-d’água. Partindo de amônia e oxigênio, em proporção estequiométrica, qual a porcentagem (em volume) de NO na mistura gasosa final? A 10% 20% C 30% d 40% 50% 71 Unesp 2018 O cloreto de cobalto(II) anidro, CoCl2, é um sal de cor azul, que pode ser utilizado como indicador de umidade, pois torna-se rosa em presença de água. Obtém-se esse sal pelo aquecimento do cloreto de cobalto(II) hexa-hidratado, CoCl2 · 6 H2O, de cor rosa, com liberação de vapor de água. sal hexa-hidratado (rosa) aquecimento sal anidro (azul) + vapor de água A massa de sal anidro obtida pela desidratação completa de 0,1 mol de sal hidratado é, aproximadamente, A 11 g. 13 g. C 24 g. d 130 g. 240 g.