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97 R.I. (Revisão Intercalada) a) Tendo por base as propriedades físicas dos constituintes de esgotos, como ocorre a separação desses constituintes nas grades e no decantador primário? b) Por que a água proveniente do decantador secundário não pode ser considerada potável? 13. (FMJ-ADAPTADA) Ligas metálicas podem ser produzidas a partir da fusão dos metais puros e posterior mistura dos metais derretidos. Uma liga metálica muito utilizada no cotidiano é formada pela mistura de chumbo com estanho, na proporção de 37% de chumbo e 63% de estanho. Os gráficos mostram a curva de aquecimento dos metais isolados e da liga formada pela mistura dos metais. Considere que, para aquecer os metais até sua fusão, utiliza-se como combustível o metano (CH4), cuja equação de combustão está representada a seguir. CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O Com base na análise das curvas de aquecimento, dê o nome da mistura que constitui a liga Sn − Pb. 14. (UNIFESP) Considere as seguintes propriedades dos materiais: massa, volume, dureza, densidade, cor, transparên- cia, permeabilidade, temperatura de fusão e condutividade elétrica. a) Quais dessas propriedades são consideradas propriedades gerais dos materiais? Justifique sua resposta. b) Quais dessas propriedades devem, necessariamente, ser levadas em consideração para a escolha de um material a ser utilizado na confecção de panelas? 15. (UERJ) Observe os diagramas de mudança de fases das substâncias puras A e B, submetidas às mesmas condições experimentais. Indique a substância que se funde mais rapidamente. Nomeie, também, o processo mais adequado para separar uma mistura homogênea contendo volumes iguais dessas substâncias, inicialmente à temperatura ambiente, justificando sua resposta. 98 R.I. (Revisão Intercalada) Química 3 1. (FMJ) Um metal X, muito utilizado em construção civil, ao ser oxidado forma um óxido de fórmula X2O. O gráfico mostra a relação entre a massa de oxigênio e a massa do óxido desse metal. Um estudante, ao realizar a oxidação desse metal em laboratório, obteve 3,18 g de um óxido, consumindo, para sua formação, 0,64 g de O2. a) Escreva a equação balanceada que representa a reação entre o metal X e o gás oxigênio, formando X2O. Calcule a massa molar do metal X. b) Calcule a porcentagem, em massa, do metal X no óxido obtido pelo estudante. Com base nas leis ponderais, determine se o óxido obtido pelo estu- dante é o mesmo que o representado no gráfico. 2. (UNESP) Uma molécula de hemoglobina, que é uma proteína do sangue, combina-se com quatro moléculas de oxigênio. A massa de 1,00 grama de hemoglobina, reage exatamente com 1,53 mL de oxigênio à temperatura do corpo (37°C) e sob pressão de 760 mm de mercúrio. Constante universal dos gases = 0,082 atm.L.mol-1.K-1. a) Calcular o número de moles de oxigênio que se combinou com a hemoglobina. b) Calcular a massa molecular da hemoglobina. 3. (ITA) Um cilindro provido de um pistão contém água até a metade do seu volume. O espaço acima da água é ocupado por ar atmosférico. Para aumentar a quan- tidade de CO2 dissolvido na água alunos propuseram os seguintes procedimentos. I. Manter a temperatura constante e aumentar a pres- são total introduzindo nitrogênio. II. Manter a temperatura constante e aumentar a pressão introduzindo CO2. III. Manter a temperatura e a pressão constantes e substituir parte do ar por CO2. IV. Manter a temperatura constante e diminuir a pressão total retirando oxigênio. V. Aumentar a temperatura e manter a pressão total constante, aumentando o volume do sistema. Explique por que cada um dos cinco procedimentos citados atinge ou não o objetivo desejado. 4. (ITA) Certa massa de nitrato de cobre (Cu(NO3)2) foi calcinada em ambiente aberto até restar um resíduo com massa constante, que é sólido e preto. Forma- ram-se dois produtos gasosos, conforme a equação química: 2Cu(NO3)2(s) → 2CuO(s) + 4NO2(g) + O2(g) A massa do NO2 formado na reação de decomposição é igual a 18,4g. Qual é o valor da massa inicial do nitrato de cobre? Dados: Massas molares Cu(NO3)2=187,56g/mol; NO2=46,01g/ mol 5. (ITA) Numa experiência de eletrólise da água for- mam-se 3,00g de H2(g). Calcule o volume ocupado por esta massa de hidrogênio suposta isenta de umi- dade, na temperatura de 300K e sob a pressão de 684mmHg (=0,90 × 760mmHg). Dados: Massa molar do H2 = 2,02 g/mol R = 62,4 mmHg . L/mol . k 6. (UNICAMP-ADAPTADA) Considerando que se o carbonato ácido de amônio (hidrogenocarbonato de amônio - NH4HCO3) se decompõe totalmente pela ação do calor formando amônia, água e gás carbôni- co, todos no estado gasoso: a) Escreva a equação química que representa esta reação. b) Determine o volume total de gases produzidos pela decomposição de 6g de carbonato ácido de amônio em um forno a 227°C, à pressão ambiente de 1atm. Massa molar do carbonato ácido de amônio = 79g/mol. 7. (UNICAMP) A ingestão de cloreto de sódio, na alimen- tação, é essencial. Excessos, porém, causam problemas, principalmente de hipertensão. O consumo aconselhado para um adulto, situa-se na fai- xa de 1100 a 3300mg de sódio por dia. Pode-se preparar uma bela e apetitosa salada misturan- do-se 100g de agrião (33mg de sódio), 100g de iogur- te (50mg de sódio) e uma xícara de requeijão cremoso (750mg de sódio), consumindo-a acompanhada com uma fatia de pão de trigo integral (157mg de sódio): a) Que percentual da necessidade diária mínima de sódio foi ingerido? b) Quantos gramas de cloreto de sódio deveriam ser adicionados à salada, para atingir o consumo diá- rio máximo de sódio aconselhado? 8. (UNESP) Na indústria, a amônia é obtida pelo processo denominado Haber-Bosh, pela reação entre o nitrogênio e o hidrogênio na presença de um catalisador apropria- do, conforme mostra a reação não balanceada: N2(g) + H2(g) →← NH3(g) catalisador 99 R.I. (Revisão Intercalada) Com base nessas informações, considerando um ren- dimento de 100% e sabendo que as massas molares desses compostos são: N2 = 28 g/mol, H2 = 2 g/mol, NH3 = 17 g/mol, calcule a) a massa de amônia produzida reagindo-se 7 g de nitrogênio com 3 g de hidrogênio. b) Nas condições descritas no item a, existe reagente em excesso? Se existir, qual a massa em excesso desse reagente? 9. (UNESP) Na indústria, um dos processos de obten- ção do ácido sulfúrico consiste no tratamento térmi- co vigoroso da pirita (FeS2) na presença de corrente de ar (reação de ustulação). Os produtos obtidos são óxido férrico (Fe2O3) e dióxido de enxofre (SO2). O dióxido de enxofre é oxidado a anidrido sulfúrico (SO3), também pela reação com oxigênio, e, final- mente, por hidrólise do anidrido sulfúrico, obtém-se o ácido sulfúrico (H2SO4). a) Escreva as reações de obtenção do ácido sulfúrico a partir da ustulação da pirita. b) Calcule a massa de ácido sulfúrico produzido a par- tir de 24 kg de pirita. Dados: massas molares: FeS2 = 120 g/mol, H2SO4 = 98 g/mol 10. (UNISA - MEDICINA) A produção de metanol a par- tir da biomassa é uma técnica promissora para tornar a produção de biodiesel mais sustentável. A técnica consiste em trituração de madeira e gaseificação des- se material, produzindo H2 e CO, cujas massas molares são iguais a 2 g/mol, e 28 g/mol, respectivamente. Esses gases devem ter suas concentrações ajustadas para que a proporção molar H2/CO seja igual a 2. A equação que representa a reação de formação do me- tanol está representada a seguir. 2H2(g) + CO(g) → CH4O(ℓ) Considere dois sistemas contendo os gases H2 e CO: Sistema Massa de H2(g) Massa de CO(g) 1 2,0 56,0 2 3,0 21,0 a) Qual dos sistemas está ajustado para produzir me- tanol pela técnica indicada? Justifique sua res- posta mostrando os cálculos realizados. b) Determine a massa de hidrogênio, em quilogramas, necessária para produzir 1600 kg de metanol, considerando um rendimento de reação de 80%. 11. (FAC. SANTA MARCELINA - MEDICIN) A água oxi- genada é uma solução aquosa de peróxido de hidro- gênio (H2O2) indicada como agente bactericida nos ferimentos externos. É comercializada em frascos de plásticos opacos, pois a luz é um dos fatores respon- sáveis pela decomposição do peróxido de hidrogênio em água e gás oxigênio (O2). a) Escreva a fórmula estrutural do peróxido de hidro- gênio, sabendo que nessa estrutura os átomos de oxigênio estão ligados entre si e que cada átomo de hidrogênio está ligado a um átomo de oxigênio. In- dique o nome da força intramolecular que mantém unidos os átomos presentes em sua estrutura. b) Na decomposição de 136 g de peróxido de hidrogê- nio foram liberados 38 L de gás oxigênio. Considere que a massa molar do peróxido de hidrogênio seja, aproximadamente 34 g/mol e que o volume molar do gás oxigênio, a 0ºC e 1 atm seja 22,4 L/mol. Escreva a equação balanceada que representa a de- composição do peróxido de hidrogênio e calcule o rendimento dessa reação. Apresente os cálculos. 12. (FAC. SANTA MARCELINA - MEDICINA) Em um la- boratório químico, foi realizado um estudo da decom- posição térmica de duas amostras de carbonato de cálcio de diferentes procedências, de acordo com a reação química: ∆ CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) A amostra 1 era uma amostra padrão, constituída de carbonato de cálcio puro. A amostra 2 continha impurezas que não sofriam decomposição na tempe- ratura do experimento. Utilizando aparatos adequa- dos para um sistema fechado, foram determinadas as massas dos sólidos no início da decomposição, e as massas dos sólidos e dos gases resultantes no final da decomposição. Os valores estão reportados na tabela: Início Final Amostra Massa do sólido Massa do sólido Massa do gás 1 40,0 g x 17,6 g 2 25,0 g 16,2 g 8,8 g a) Determine o valor de x. Qual lei ponderal justifica este cálculo: Lei de Lavoisier ou Lei de Proust? b) Determine o teor percentual de carbonato de cálcio na amostra 2. Apresente os cálculos efetuados.