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QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online 1. (Ita 2019) Uma amostra de gás contém 80% de metano, 10% de etano, 5% de propano e 5% de nitrogênio, em volume. Considerando que todos os átomos de carbono na amostra de gás são convertidos em butadieno com 100% de rendimento, assinale a opção que apresenta a massa de butadieno obtido a partir de 100 g do gás. a) 50 g b) 60 g c) 70 g d) 80 g e) 90 g 2. (Ita 2018) Uma mistura de 4CuSO anidro e 3FeC com massa de 48,45 g é dissolvida em água e tratada com uma solução de NaOH em excesso. O precipitado formado (considere rendimento de 100%) é separado por filtração e, a seguir, é tratado com ácido nítrico a 1126 g L .− São necessários 3400 cm desse ácido para dissolver todo o precipitado. a) Escreva a(s) equação(ões) química(s) balanceada(s) que representa(m) as reações envolvidas no tratamento com NaOH. b) Escreva a(s) equação(ões) química(s) balanceada(s) que representa(m) a dissolução do precipitado com ácido nítrico. c) Determine as massas, em g, de 4CuSO anidro e de 3FeC presentes na mistura. 3. (Ime 2018) Em um vaso fechado, ocorreu a reação de 13,1 gramas de (g)Xe com excesso de 2(g)F cuja pressão parcial é de 2,4 atm e a pressão total de 6 atm. Tal reação formou exclusivamente o composto apolar A, que possui 14 pares de elétrons não ligantes. Em seguida, foram adicionados 19,5 g de platina na forma sólida, que reagiram exclusivamente com o composto A para formar um produto X, recuperando o gás nobre. Considerando comportamento de gás ideal e sabendo que as reações ocorreram à temperatura de 400 C, determine: a) a massa de flúor que não reagiu; b) a estrutura de Lewis do composto A; e c) a massa do produto X obtido. 4. (Ime 2017) Uma amostra de magnésio metálico reage completa e estequiometricamente com uma mistura de oxigênio e nitrogênio em proporção molar 1: 3, respectivamente, produzindo óxido de magnésio (sólido) e nitreto de magnésio (sólido). Em seguida, adiciona-se água em excesso aos produtos. Determine as massas de nitreto de magnésio e de magnésio, necessárias para liberar 11,2 L de amônia nas CNTP, conforme o procedimento descrito. Dados: Mg 14,0; N 24,0.= = 5. (Ita 2017) A reação do mercúrio metálico com excesso de ácido sulfúrico concentrado a quente produz um gás mais denso do que o ar. Dois terços deste gás são absorvidos e reagem completamente com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, formando 12,6 g de um sal. A solução de ácido sulfúrico utilizada tem massa específica igual a 31,75 g cm− e concentração de 80% em massa. Assinale a alternativa que apresenta o volume consumido da solução de ácido sulfúrico, em 3cm . a) 11 b) 21 c) 31 d) 41 e) 51 6. (Ime 2016) Uma amostra de 59,6 g de biodiesel x y z(C H O ) passa por um processo de combustão completa no recipiente 1 conforme a representação a seguir. QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online Nesse processo foram admitidos 264,0 g de oxigênio, sendo rejeitados, na forma de oxigênio não consumido, 88,0 g. Observou-se ainda, no recipiente 2, um acréscimo de massa de 68,4 g e no recipiente 3, um acréscimo de massa de 167,2 g. A alternativa que apresenta a fórmula molecular do biodiesel compatível com as informações apresentadas anteriormente é (Massas molares: H 1g mol; O 16 g mol; C 12 g mol)= = = a) 20 36 2C H O b) 19 38 2C H O c) 16 28C H O d) 19 28 4C H O e) 16 22 4C H O 7. (Ita 2016) Considere que 20 g de tiossulfato de potássio com pureza de 95% reagem com ácido clorídrico em excesso, formando 3,2 g de um sólido de coloração amarela. Assinale a alternativa que melhor representa o rendimento desta reação. a) 100% b) 95% c) 80% d) 70% e) 65% 8. (Ime 2016) Em 33,65 g de um sal de magnésio está presente 1mol deste elemento. Sendo trivalente o ânion deste sal, é correto afirmar que a massa de 1mol do ânion é (Massa molar: Mg 24,31g mol)= a) 6,23 g b) 14,01g c) 24,31g d) 42,03 g e) 48,62 g 9. (Ime 2016) Uma liga metálica de alta pureza de massa igual a 10 g, formada unicamente por cobre e prata, é imersa numa solução de ácido nítrico diluído, ocorrendo a sua transformação completa. Em seguida, adiciona-se uma solução de cloreto de sódio à solução obtida, observando-se a formação de um precipitado que, lavado e seco, tem massa igual a 10 g. Calcule a composição mássica da liga. 10. (Ita 2015) 3,64 gramas de fosfeto de cálcio foram adicionados a uma certa quantidade de água. Após a reação completa, todo o produto gasoso formado foi recolhido em um recipiente de 8,2mL. Calcule o valor numérico da pressão, em atm, exercida pelo produto gasoso a 27 C. 11. (Ita 2014) Escreva a reação de combustão completa de um hidrocarboneto genérico ( )C Hα β com ar atmosférico. Considere a QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online presença do nitrogênio gasoso no balanço estequiométrico da reação e expresse os coeficientes estequiométricos dessa reação em função de α e β . 12. (Ime 2014) O TNT (2,4,6-trinitrotolueno) é um composto químico com propriedades combustíveis e explosivas. Em condições específicas e controladas, m gramas de TNT entram em combustão completa em presença de ar estequiométrico sem detonar ou explodir. Os produtos dessa reação foram coletados e transferidos para um sistema de captura de 820 L. Ao atingirem equilíbrio térmico com o ambiente (27 °C), a pressão registrada no sistema de captura foi de 1,77 atm. Assumindo que a hipótese do gás ideal é válida, que o ar é uma mistura de 2N e 2O na proporção volumétrica de 4 : 1, que todo o nitrogênio existente nos produtos está na forma de uma única substância simples e que não existem produtos sólidos, determine o valor de m. Dado: 1 1R 0,082 atm L mol K .− −= 13. (Ime 2013) A reação de 124 g de fósforo branco com uma solução de ácido nítrico gera óxido nítrico e 98 g de ácido fosfórico. Sabendo que o rendimento da reação é 100%, determine o grau de pureza do fósforo. 14. (Ime 2013) Um tubo vertical graduado, dotado de um êmbolo de peso não desprezível e sem atrito e de um dispositivo elétrico para produzir centelhamento, contém uma mistura gasosa composta de amônia (NH3) e fosfina (PH3) em equilíbrio térmico. Introduz- se, então, um volume de oxigênio gasoso que contém apenas a massa necessária para a oxidação estequiométrica dos reagentes presentes. Após a estabilização à temperatura original, o deslocamento do êmbolo indica um aumento de volume de 150 cm3. Provoca- se o centelhamento elétrico e, após o término da reação de combustão e o retorno à temperatura inicial, identifica-se um volume parcial de 20,0 cm3 de nitrogênio gasoso. Considerando que os únicos produtos reacionaisnitrogenado e fosforado são, respectivamente, nitrogênio gasoso e pentóxido de difósforo, determine o volume da mistura original, antes da introdução do O2. 15. (Ime 2012) Pode-se obter ácido sulfúrico tratando sulfeto de arsênio, As2S3, com ácido nítrico. Além do ácido sulfúrico, forma-se AsO4 3– e óxido nítrico. Calcule a quantidade máxima de sulfeto de arsênio que pode ser convertida por 10,0 kg de ácido nítrico. QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online Gabarito: Resposta da questão 1: [D] ( ) ( ) ( ) ( ) 4 2 6 3 8 2 total 1 média total total 1 média Metano CH 16 80% em volume Etano C H 30 10% em volume Pr opano C H 44 5% em volume Nitrogênio N 28 5% em volume m 100 g M 0,80 16 0,10 30 0,05 44 0,05 28 19,4 g mol m 100 g n 5,15 M 19,4 g mol − − = = = = = = + + + = = = = ( ) ( ) ( ) ( ) 41 62 83 gás gás total total gás gás total total total CC H total CC H total CC H 46 mol V n V n n % Volume n % Volume n n n 0,80 n n 1 0,80 5,1546 mol 4,12368 mol n 0,10 n n 2 0,10 5,1546 mol 1,03092 mol n 0,05 n n 3 0,05 5,1546 mol 0, = = = = = = = = = = = = ( ) ( ) ( ) 2 total CN C 4 6 77319 mol n 0,05 n n 0 0,05 5,1546 mol 0,00 mol n 4,12368 1,03092 0,77319 mol 5,92779 mol Butadieno C H 54 4 mol C = = = = + + = = 54 g de butadieno 5,92779 mol C ( ) ( ) ( ) 4 6 4 6 4 6 C H C H C H m 5,92779 mol C 54 g m 80,025165 g 4 mol C m 80 g = = = Resposta da questão 2: a) Uma mistura de 4CuSO anidro e 3FeC é dissolvida em água e tratada com uma solução de NaOH em excesso, então: + ⎯⎯→ + + ⎯⎯→ + 4(aq) (aq) 2 4(aq) 2(s) 3(aq) (aq) (aq) 3(s) CuSO 2NaOH Na SO Cu(OH) FeC 3NaOH 3NaC Fe(OH) b) Equações que representam a dissolução dos precipitados com ácido nítrico: + ⎯⎯→ + + ⎯⎯→ + 2(s) 3(aq) 2 ( ) 3 2(aq) 3(s) 3(aq) 2 ( ) 3 3(aq) Cu(OH) 2HNO 2H O Cu(NO ) Fe(OH) 3HNO 3H O Fe(NO ) c) Determinação das massas, em g, de 4CuSO anidro e de 3FeC presentes na mistura: QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online 3 3 3 3 3 3 3 3 HNO HNO HNO 3 HNO HNO 3 HNO 3 HNO 4(aq) (aq) 2 4(aq) 2(s) 3(aq) (aq) (aq) C 126 g L; V 400 cm 0,4 L; M 63 g mol C 126 g L [HNO ] 2 mol L M 63 g mol n [HNO ] n [HNO ] V V n 2 mol L 0,4 L 0,8 mol CuSO 2 NaOH Na SO Cu(OH) x x FeC 3 NaOH 3 NaC = = = = = = = = = = = + ⎯⎯→ + + ⎯⎯→ 4 3 3(s) 2(s) 3(aq) 2 ( ) 3 2(aq) 3(s) 3(aq) 2 ( ) 3 3(aq) CuSO FeC Fe(OH) y y Cu(OH) 2 HNO 2 H O Cu(NO ) x 2x Fe(OH) 3 HNO 3 H O Fe(NO ) y 3y m m 48,45 (I) (massa da mistura) + + ⎯⎯→ + + ⎯⎯→ + + = x : número de mols de 4CuSO ; y : número de mols de 3FeC 4 4 4 3 3 3 CuSO CuSO CuSO FeC FeC FeC 3 m m x M 159,61 m m y M 162,2 2x 3y 0,8 (II) (número de mols de HNO ) = = = = + = Substituindo x e y : 34 FeCCuSO mm 2 3 0,8 (II) 159,61 162,2 + = Utilizando (I) e (II), teremos: 4 3 34 CuSO FeC FeCCuSO m m 48,45 mm 2 3 0,8 159,61 162,2 + = + = Resolvendo o sistema, vem: QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online ( ) ( ) ( ) 4 3 3 3 3 3 3 3 3 CuSO FeC FeC FeC FeC FeC FeC FeC FeC m 48,45 m 48,45 m m 2 3 0,8 159,61 162,2 48,45 m m162,2 159,61 2 3 0,8 162,2 159,61 159,61 162,2 2 162,2 48,45 m 3 159,61 m 0,8 162,2 159,61 15.733,4 324,4m 478,83m = − − + = − + = − + = − + 3 3 4 3 4 4 FeC FeC CuSO FeC CuSO CuSO 20.710,993 m 32,232 g m m 48,45 m 32,232 g 48,45 m 16,218 g = = + = + = = Resposta da questão 3: a) A partir das informações do enunciado, vem: ( )2(excesso) Xe 1 (g) 2(g) 4(g) F m 13,1 g n 0,1mol M 131 g mol 1Xe 2F 1XeF 1mol 2 mol 1mol 0,1mol 0,2 mol 0,1mol n 6 atm − = = = + ⎯⎯→ + 2(excesso)F0,1mol n 2,4 atm + 2(excesso) 2(excesso) 2(excesso) 2(excesso) 2(excesso) 2(excesso) 2(excesso) 2(excesso) 2(excesso) F F F F F F F F F n 6 n 2,4 (0,1mol n ) 6 n 0,24 2,4 n 3,6 n 0,24 n 0,0666666 mol m 0,0666666 38 g 2,5333308 g m 2,53 g (massa que n = + = + = = = = = ão reagiu) b) + ⎯⎯→(g) 2(g) 4(g) A 1 Xe 2F 1 XeF . c) Reação da platina sólida com 4XeF : QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online + ⎯⎯→ + A X 4 4Pt XeF Xe PtF 195g 271 g 19,5 g = 4 4 PtF PtF m m 27,1 g Resposta da questão 4: Uma amostra de magnésio metálico reage completa e estequiometricamente com uma mistura de oxigênio e nitrogênio em proporção molar 1: 3, então: (s) 2(g) 2(g) (s) 3 2(s)11Mg 1 O 3 N 2 MgO 3 Mg N+ + → + A partir da reação com água dos produtos da equação anterior, vem: 3 2 Molar (CMTP) (s) 3 2(s) 2 ( ) 2(s) 3(g) Mg N 100; V 22,4 L. 2MgO 3 Mg N 20 H O 11Mg(OH) 6NH 3 100 g = = + + → + 3 2Mg N 6 22,4 L m 3 2Mg N (s) 2(g) 2(g) (s) 3 2(s) 11,2 L m 25 g 11Mg 1O 3 N 2 MgO 3 Mg N 11 24 g = + + → + Mg 3 100 g m g Mg 25 g m 22 g= Resposta da questão 5: [B] A reação do mercúrio metálico com excesso de ácido sulfúrico concentrado a quente produz dióxido de enxofre 2(SO ): 2 4 2 2 42 H SO Hg 2 H O 1SO HgSO .+ → + + De acordo com o enunciado, dois terços deste gás são absorvidos e reagem completamente com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, formando 12,6 g de um sal. Arredondando os valores: 2 2 3 2 4SO 64; Na SO 126; H SO 98.= = = 2 2 2 32 NaOH SO H O Na SO 64 g + → + 2SO (formado) 126 g 2 m 3 2SO (formado) 12,6 g m 9,6 g= QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online 2 4 2 2 42 H SO Hg 2 H O 1SO HgSO 2 98 g + → + + 2 4H SO (utilizada) 64 g m 2 4 2 4 H SO (utilizada) H SO (utilizada) 3 3 9,6 g m 29,4 g m c d d V 29,4 g g 0,80 1,75 V cm V 21cm τ τ = = = = = Resposta da questão 6: [B] Uma amostra de biodiesel x y z(C H O ) passa por um processo de combustão completa no recipiente 1: x y z 2 2 2 recipiente 3 molécula triatômica apolar 2 2 2 y 1C H O __ O xCO H O 2 59,6 g 176,0 g 167,2 Excesso de O 88,0 g O admitido 264,0 O utilizado 264,0 8 g 68,4 8,06,0 g 17 g = = = + → + − = Então, x y z 2 2 2 3,8 mol3,8 mol5,5 mol 3,8 7,6 0,4 2 2 2 3,8 7,6 0,4 38 76 4 38 76 4 19 38 2 y 1C H O __ O xCO H O 2 176,0 167,2 68,4 1mol mol mol mol 32 44 18 x 3,8 y 3,8 y 7,6 2 1C H O 5,5O 3,8CO 3,8H O C H O ( 10) C H O C H O ( 2) C H O + → + = = = + → + Resposta da questão 7: [A] De acordo com os dados fornecidos no cabeçalho da prova, teremos: QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online 2 2 3 2 2 3 Enxofre (sólido amarelo) 2 2 3 2 2 S O (ânion tiossulfato) S 32,06 K S O 190,32 K S O 2HC S H O SO 2KC 190,32 g − = = + ⎯⎯→ + + + 32,06 g r 0,95 20 g 3,2 g r 0,999809567 99,9809567 % r 100 % = = Resposta da questão 8: [B] O ânion do sal é trivalente, logo: 2 3 3 2Mg A : Mg A 33,65 g + − 1mol de Mg 33,65 g 3 3 3 2 3 3 2 2 3 3 2 A A A 24,31 g Mg A 3Mg 2A 1 2 Mg A 1Mg A 3 3 2 33,65 g 24,31 g M 3 2 M 33,65 24,31 3 3 M (33,65 24,31) 14,01 g / mol 2 − − − + − + − → + ⎯⎯→ + = + = − = − = Resposta da questão 9: A liga é imersa em solução de ácido nítrico diluído, então: 3 2 3 2 3 2 3 3Cu(s) 8HNO (diluído) 4H O( ) 2NO(g) 3Cu(NO ) (aq) 3Ag(s) 8HNO (diluído) 2H O( ) 1NO(g) 3AgNO (aq) + → + + + → + + Adiciona-se uma solução de cloreto de sódio (NaC ) observando-se a formação de um precipitado, lembrando que os cloretos são solúveis em água, com excessão do cloreto de prata (AgC ). QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online 3 3 3 3 3 3AgNO (aq) 3NaC (aq) 3AgC (s) 3NaNO (aq) ou AgNO (aq) NaC (aq) AgC (s) NaNO (aq) Ag (aq) NO (aq)+ − + → + + → + + Na (aq)++ C (aq) AgC (s) Na (aq)− ++ → + 3NO (aq)−+ Ag (aq) C (aq) AgC (s) 108 g + −+ → prata 143,5 g m prata cobre liga metálica prata cobre 10 g (precipitado lavado e sec o) m 7,5261324 g m m m m 10 7,5261324 2,473868 g Conclusão : 7,5261324 % prata 0,75261324 75,26 % 10 2,473868 % cobre 0,2473868 24,74 % 10 = = − = − = = = = = Resposta da questão 10: Reação do fosfeto de cálcio com a água: 3 2 2 2 3Ca P (s) 6H O( ) 3Ca(OH) (aq) 2PH (g).+ → + 3 2 3 2 2 2 3 Ca 40; P 31 Ca P 182 Ca P (s) 6H O( ) 3Ca(OH) (aq) 2PH (g) 182 g = = = + → + 2 mols 3,64 g 3 3 PH PH 3 recipiente -2 -1 -1 3 -2 n n 0,04 mol V 8,2 10 L T 27 273 300 K R 8,21 10 atm L K mol P V n R T P 8,2 10 0,04 8,21 10 300 P 120,15 atm − − = = = + = = = = = Resposta da questão 11: Teremos: QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online ( ) 2 2 2 2 2 ar 2 2 2 2 2 2 ar 2 2 2 2 1C H __ O __N CO H O __N Balanceando o gás O : 2 1C H O __N CO H O __N 2 2 20% de O Ar atmosférico 20 : 80 1 O : 4 N 80 % de N 2 2 2 2 1 : 4 : 2 2 2 2 2 α β α β α β α β β α α β α β α β α β α β + + → + + + + + → + + + + + + + ( ) ( ) ( )2 2 2 2 2 ar : 4 2 2 Então : 2 1C H O 4 2 N CO H O 4 2 N 2 2 α β α β α β β α β α α β + + + + + → + + + Resposta da questão 12: Fórmula molecular do TNT obtida a partir da nomenclatura: 7 5 3 6C H N O . Combustão do TNT na presença do ar atmosférico (mistura de 2N e 2O na proporção volumétrica de 21 4 :1 ou 42 : ) : 2 2 2 2 2 1 1 (CO N ) (CO N ) P 1,77 atm; V 820 L; R 0,082 atm L mol K ; T 27 273 300 K P V n R T 1,77 820 n 0,082 300 n 59 mol − − + + = = = = + = = = = 7 5 3 6 2 2 2 2 2 59 mols2 227 g 21 2 C H N O 42 N O 14 CO 45 N 5 H O 2 454 g + + → + + Resposta da questão 13: Teremos: Fósforo branco: 4P Ácido nítrico: 3HNO Óxido nítrico: NO Ácido fosfórico: 3 4H PO 4 3 2 3 4__P __HNO __H O __NO __H PO+ + → + Balanceando, vem: o 5 o 5 5 2 5 2 P P 5e ( 3) 3P 3P 15e N 3e N ( 5) 5N 15e 5N + − + − + − + + − + → + → + + → + → QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online 4 3 2 3 4 4 3 2 3 4 3 P 5HNO __H O 5NO 3H PO 4 Multiplicando por 4, vem : 3P 20HNO 8H O 20NO 12H PO + + → + + + → + 4 3 2 3 43P 20HNO 8H O 20NO 12H PO 12 31 g + + → + 12 98 g 124 g p 98 g p 0,25 25%= = Resposta da questão 14: Equações: 3 2 2 2 3 2 2 5 2 4NH 3O 2N 6H O 2PH 4O P O 3H O + → + + → + Nas mesmas condições de pressão e temperatura, teremos: 3 2 2 24NH 3O 2N 6H O 4x 3x 2x 6x + → + 3 2 2 5 22PH 4O P O 3H O 2y 4y y 3y + → + Volume de gás oxigênio = 3x + 4y = 150 cm3 Volume do nitrogênio gasoso = 2x =20 cm3 3x 4y 150 2x 20 x 10 y 30 + = = = = Mistura original = 4x + 2y = 4(10) + 2(30) = 100 cm3 3 mistura originalV 100 cm= Resposta da questão 15: De acordo com o enunciado o ácido sulfúrico 2 4(H SO ) será obtido a partir do tratamento de sulfeto de arsênio 2 3(As S ) com ácido nítrico 3(HNO ) ocorrendo a formação de 3- 4AsO e óxido nítrico (NO), como esta reação ocorre em meio aquoso a água aparece como reagente e teremos a liberação de cátions H+: QUÍMICA – ELETROQUÍMICA – IME-ITA E MILITARES http://fabricad.online 3 2 3 3 2 2 4 4 3 5 2 6 5 2 3 5 2 6 5 2 As S HNO H O H SO AsO NO H 3 2 5 6 5 2 2As 2As 4e (oxidação) (28e 3 28e ) 3S 3S 24e (oxidação) N 3e N (redução) (3e 28 28e ) Então, 6As 6As 12e 9S 9S 72e 28N 84e 28N − + + + − − − − + − + − + − − + + − − + − + − + + + → + + + + − + + + + → + = → + + → = → + → + + → Acertando os coeficientes a partir dos valores obtidos e do método das tentativas, vem: 3 2 3 3 2 2 4 43As S 28HNO 4H O 9H SO 6AsO 28NO 18H− ++ + → + + + Cálculo estequiométrico: 2 3 3 3 2 3 3 2 2 4 4 As S 246 g / mol ; HNO 63 g / mol 3As S 28HNO 4H O 9H SO 6AsO 28NO 18H 3 246 g − + = = + + → + + + 2 3As S 28 63 g m 2 3As S 10 kg m 4,18 kg=
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