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CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS L ista 1 5 QUESTÃO 1 (Univag MT) Após a dissolução de um antiácido em água, uma das reações que ocorrem é representada pela equação: 3NaHCO3 (aq) + C6H8O7 (aq) → → 3CO2 (g) + 3H2O (l) + Na3C6H5O7 (aq) Considere que esse antiácido contém 2,30 g de bicarbonato de sódio e 2,20 g de ácido cítrico. O reagente em excesso e a quantidade aproximada de massa de gás carbônico formados nessa reação são a) bicarbonato de sódio e 0,4 g. b) ácido cítrico e 0,5 g. c) citrato de sódio e 1,2 g. d) ácido cítrico e 1,2 g. e) bicarbonato de sódio e 1,5 g. QUESTÃO 2 (EsPCEX) “As reações químicas ocorrem sempre em uma proporção constante, que corresponde ao número de mol indicado pelos coeficientes da equação química. Se uma das substâncias que participa da reação estiver em quantidade maior que a proporção correta, ela não será consumida totalmente. Essa quantidade de substância que não reage é chamada excesso (...). O reagente que é consumido totalmente, e por esse motivo determina o fim da reação, é chamado de reagente limitante.” USBERCO, João e SALVADOR, Edgard. Química, Vol. 1: Química Geral. 14ª ed. Reform - São Paulo: Ed. Saraiva, 2009, pág. 517. Um analista precisava neutralizar uma certa quantidade de ácido sulfúrico (H2SO4) de seu laboratório e tinha hidróxido de sódio (NaOH) à disposição para essa neutralização. Ele realizou a mistura de 245 g de ácido sulfúrico com 100 g de hidróxido de sódio e verificou que a massa de um dos reagentes não foi completamente consumida nessa reação. Sabendo-se que o reagente limitante foi completamente consumido, a massa do reagente que sobrou como excesso após a reação de neutralização foi de Dado: massa atômica do H = 1 u; O = 16 u; Na = 23 u; Cl = 35,5 u a) 52,4 g. b) 230,2 g. c) 384,7 g. d) 122,5 g. e) 77,3 g. QUESTÃO 3 (UNIFOR CE) Vários experimentos foram realizados para estudar a reação entre óxido de cálcio e água, produzindo hidróxido de cálcio. A temperatura (Tf), medida ao final de cada reação, está registrada na tabela abaixo: Analisando os dados da tabela e conhecendo a estequiometria da reação, podemos afirmar que a) os valores de X e Y para que a temperatura final da reação seja a maior possível são 0,6 e 0,4, respectivamente. b) o reagente limitante na reação do experimento 3 é o óxido de cálcio. c) a quantidade de produto formado no experimento 2 é de aproximadamente 15 gramas. d) a relação molar estequiométrica na reação do experimento 2 é 4:1. e) a reação que ocorre entre o óxido de cálcio e a água é um processo endotérmico. QUESTÃO 4 (FUVEST SP) Para estudar a variação de temperatura associada à reação entre Zn(s) e Cu2+(aq), foram realizados alguns experimentos independentes, nos quais diferentes quantidades de Zn(s) foram adicionadas a 100 mL de diferentes soluções aquosas de CuSO4. A temperatura máxima (Tf) de cada mistura, obtida após a reação entre as substâncias, foi registrada conforme a tabela: *Quantidade de matéria total = soma das quantidades de matéria iniciais de Zn(s) e Cu2+(aq). a) Escreva a equação química balanceada que representa a transformação investigada. b) Qual é o reagente limitante no experimento 3? Explique. c) No experimento 4, quais deveriam ser os valores de X e Y para que a temperatura T4 seja a maior possível? Justifique sua resposta. CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS L ista 1 5 QUESTÃO 5 (PUC RS) O dióxido de enxofre (SO2), produto da combustão do carvão em centrais termoelétricas, é o mais importante precursor da chuva ácida, ocasionando impacto nas florestas, pastos, lavouras, ambientes aquáticos e afetando o solo. Uma tecnologia de dessulfurização de gás de chaminé, para limitar a emissão de SO2, utiliza o CaCO3 como adsorvente deste gás e gera o gesso (sulfato de cálcio). Segundo dados do IPCC-2006 (Intergovernmental Panel on Climate Change), no mundo, aproximadamente 1012 g de SO2 deixam de ser emitidos por ano devido à utilização de tecnologias de dessulfurização dos gases de exaustão após combustão do carvão. Considerando que toda tecnologia de dessulfurização empregue carbonato de cálcio, a massa de gesso produzida em um ano, a partir do consumo de 1012 g de SO2, com rendimento de 100%, de acordo com a equação química a seguir, é de aproximadamente 2 CaCO3(s) + 2 SO2(g) + O2(g) → 2 CaSO4(g) + 2 CO2(g) a) 4,7 1011 g b) 2,1 1012 g c) 1,8 10–12 g d) 1,4 1012 g QUESTÃO 6 (UniRV GO) Numa simulação de experimento de laboratório, envolvendo a determinação da concentração de íons de bário numa solução, realizou-se o seguinte procedimento: 1. Em 100,0 mL de solução de nitrato de bário a 0,2 mol/L, acrescentou-se um ligeiro excesso de solução de sulfato de sódio a 0,4 mol/L e agitou-se. 2. Observou-se a formação de um precipitado branco que foi filtrado e seco. 3. Mediu-se a massa do sólido formado numa balança. Com base nesta simulação, analise as alternativas e assinale V (verdadeiro) ou F (falso). a) Para preparar a solução de nitrato de bário, usou-se 3,98 g deste sal. b) O volume mínimo da solução de sulfato de sódio para precipitar todo o bário da solução é de 5,0 10–2 L. c) O precipitado formado no experimento é o sulfato de bário. d) A massa do precipitado obtido é igual a 4,66 g. QUESTÃO 7 (UEG GO) O acetaminofeno, mais conhecido como paracetamol, é um analgésico antipirético que apresenta a fórmula estrutural a seguir. Na combustão completa de 750 mg de paracetamol, a massa de CO2 formada, em gramas, será de aproximadamente Dado: MM(Paracetamol) = 151 g.mol–1 MM(CO2) = 44 g.mol–1 a) 1,7 b) 15 c) 18 d) 151 e) 44 QUESTÃO 8 (UNIFOR CE) O alumínio é um metal bastante utilizado na indústria moderna. Atualmente é produzido por meio de eletrólise ígnea, onde é necessário que o minério contendo alumínio, a alumina, esteja fundido. Mas nem sempre foi assim, até meados da década de 1880-1890, o alumínio era considerado um metal raro, pois sua obtenção era cara e ineficiente: tratava-se a alumina com ácido clorídrico para gerar o cloreto de alumínio, que era colocado para reagir com potássio ou sódio metálicos, causando a redução do composto e originando o alumínio metálico. As reações são mostradas a seguir: Al2O3 (s) + 6HCl (aq) → 2AlCl3 (aq) + 3H2O (l) (I) AlCl3 (aq) + 3K (s) → 3KCl (s) + Al (s) (II) Considerando que ambas as reações têm rendimento médio de 50% (individualmente), a quantidade de alumínio metálico que é produzido por 1 tonelada de alumina (Al2O3) com 91,8% de pureza é de, aproximadamente (Massas molares: Al2O3 = 102g/mol; AlCl3 = 133,3g/ mol; Al = 27g/mol; H2O = 18g/mol; K = 39g/mol; KCl = 74,6g/mol) a) 500 kg. b) 250 kg. c) 122 kg. d) 62 kg. CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS L ista 1 5 e) 31 kg. QUESTÃO 9 (Mackenzie SP) Certo posto de combustível comercializa um produto denominado gasolina aditivada, em que, segundo a ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis), deve conter 25 % de etanol anidro em sua composição, além da própria gasolina. Em um teste de laboratório, a 25 ºC, detectou-se que a densidade dessa gasolina aditivada resultou em 0,7350 g·mL–1. Assim, é correto afirmar que o percentual de etanol anidro na gasolina aditivada é de Dados: densidades a 25 ºC (g mL–1) etanol anidro = 0,70 e gasolina = 0,75 a) 35 % b) 30 % c) 25 % d) 20 % e) 15 % QUESTÃO 10 (FAMEMA SP) A eliminação do excesso de gás carbônico do ar pode ser feita pela passagem desse ar por um filtro contendo cal sodada, uma mistura de NaOH e Ca(OH)2 que reage com o gás carbônico de acordo com a sequência de reações: 1: CO2 + H2O → H2CO3 2: H2CO3 + 2NaOH → Na2CO3 + 2H2O 3: Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2NaOH a) Qual dos reagentes envolvidos na sequência de reações não terá sua massa alterada ao final do processo?Indique em qual etapa ocorre uma reação de neutralização. b) Um filtro foi pesado antes e depois da passagem de 448 litros de ar pelo seu interior, medidos nas CNTP, registrando-se aumento de 10 g de sua massa seca. Calcule a porcentagem em volume de CO2 presente nesse ar. QUESTÃO 11 (Mackenzie SP) O manganês utilizado na indústria siderúrgica na fabricação de ferroligas é obtido em um processo, cujo rendimento global apresenta 60 %, no qual a pirolusita (MnO2), com pureza de 43,5 %, é tratada com carvão coque e ar atmosférico, formando o monóxido de manganês. Em uma segunda etapa, o manganês contido no monóxido continua sendo reduzido, formando, por fim, o manganês metálico, de acordo com as equações abaixo: MnO2(s) + C(s) + 2 1 O2(g) → MnO(s) + CO2(g) 2 MnO(s) + C(s) → 2 Mn(s) + CO2(g) Considerando as informações anteriores, como também as duas etapas do processo, afirma-se que a massa de manganês formada, a partir de 8 toneladas de pirolusita, é igual a Dados: massas molares (g mol–1) O = 16 e Mn = 55 a) 5,06 106 g. b) 3,03 106 g. c) 2,20 106 g. d) 1,32 106 g. e) 1,06 106 g. QUESTÃO 12 (Mackenzie SP) O GLP (gás liquefeito do petróleo), popularmente conhecido por gás de cozinha e largamente empregado nas cozinhas residenciais, apresenta composição variável, por tratar-se de uma mistura de diversos compostos. A partir de uma amostra de 1 kg de GLP, cuja composição percentual em massa é de 21%, 22%, 28% e 29%, respectivamente, para cada um dos hidrocarbonetos, propeno, propano, buteno e butano, é correto afirmar que o volume obtido de gás carbônico nas CNTP, considerando-se somente a combustão completa desses compostos e um rendimento global de 90 % para os processos, é de Dados: massas molares (g mol–1) C3H6 = 42, C3H8 = 44, C4H8 = 56 e C4H10 = 58. a) 1176,0 L b) 1254,4 L c) 1411,2 L d) 1489,6 L e) 1568,0 L QUESTÃO 13 (FPS PE) Um método clássico de obtenção do gás acetileno é a reação entre o carbeto de cálcio e a água, conforme a equação química: CaC2(s) + 2 H2O(l) → Ca(OH)2(s) + C2H2(g) Considerando um procedimento experimental no qual o rendimento desta reação seja 80%, calcule o volume de CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS L ista 1 5 acetileno obtido a 27ºC e 1 atm, a partir de 3,2 toneladas de CaC2. (Dados: H = 1 g/mol; C = 12 g/mol; O = 16 g/mol; Ca = 40 g/mol). a) 550 m3 b) 197 m3 c) 984 m3 d) 730 m3 e) 232 m3 QUESTÃO 14 (FCM MG) No livro de Monteiro Lobato, Serões de Dona Benta, a avó de Pedrinho e Emília pergunta aos netos: “E sabem por que o hidrogênio tem esse nome? - Porque gera água – respondeu Pedrinho. Hidro, água; gênio, gerar. Isso eu sei porque é da gramática. - E está certo. Hidrogênio quer dizer isso – o gerador da água. - Viva o hidrogênio! – berrou Emília. Ele é o pai da água, e como a água é nossa mãe, ele é nosso avô. Viva o vovô Hidrogênio!” (LOBATO, Monteiro. Os serões de Dona Benta. São Paulo: Brasiliense, 1956, p.35.) O gás hidrogênio pode ser obtido a partir de uma reação entre raspas de alumínio metálico e solução aquosa de ácido clorídrico. A partir de 300,0 g das raspas de alumínio com excesso de solução ácida, considerando 90% de rendimento, obtêm-se, aproximadamente, do gás combustível: (Volume molar a CNPT = 22,4 L) I. 15,0 mols. II. 30,0 g. III. 336 litros a CNPT. IV. 1.44 1021 moléculas. Estão CORRETAS, apenas: a) II e I. b) III e IV. c) I, II e III. d) IV, II e I. QUESTÃO 15 (FGV SP) Em uma operação de aluminotermia para produção de liga de nióbio e ferro com quantidades estequiométricas de Nb2O5 e Fe2O3 e emprego de excesso de alumínio metálico, formaram- se 6,12 toneladas de Al2O3. 3 Nb2O5 + Fe2O3 + 12 Al → 6 Nb + 2 Fe + 6 Al2O3 O total da soma das quantidades, em mols, de nióbio e ferro estimadas para serem obtidas nessa operação é a) 6 104 b) 6 106 c) 8 103 d) 8 104 e) 8 106 Gabarito 1) Gab: D 2) Gab: D 3) Gab: C 4) Gab: a) CuSO4(aq) + Zn(s) → Cu(s) + ZnSO4(aq) ou Cu2+(aq) + Zn(s) → Cu(s) + Zn2+(aq) b) Pela tabela, pode-se observar que no experimento 3 há um excesso de Zn. Se há um excesso de Zn, o reagente limitante é o Cu2+, na forma de CuSO4. c) A quantidade estequiométrica, sem que haja excesso de nenhum dos reagentes, assegura maior liberação de calor e, por isso, maior temperatura (T4). Nessas condições, temos a maior quantidade em mols dos reagentes reagindo: X = 0,5 mol e Y = 0,5 mol, garantindo maior liberação de calor. 5) Gab: B 6) Gab: FVVV 7) Gab: A 8) Gab: C 9) Gab: B 10) Gab: a) NaOH, pois na etapa 3 é recuperado. Etapa 2: H2CO3 + 2NaOH → Na2CO3 + 2H2O (neutralização) CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS L ista 1 5 b) p = 0,5% 11) Gab: D 12) Gab: C 13) Gab: C 14) Gab: C 15) Gab: D
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