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Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 1 Estequiometria – Pureza do Reagente e Rendimento EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO Atenção: as massas atômicas que você necessitar na resolução dos problemas devem ser consultadas na tabela periódica. 01 (Furg-RS) A decomposição térmica do nitrato cúprico é representada pela seguinte equação: 2 Cu(NO3)2(s) → 2 CuO(s) + 4 NO2(g) + O2(g) Calcule a massa de óxido cúprico que se obtém a partir da decomposição de 500 g de nitrato cúprico, sabendo-se que este apresenta 75% de pureza em Cu(NO3)2. (Dados: massas atômicas: N = 14 ; O = 16 ; Cu = 64) Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 2 02 (UFRJ-RJ) O carbonato de bário é um insumo importante na indústria eletroeletrônica, onde é utilizado na fabricação de cinescópios de televisores e de monitores para computadores. O carbonato de bário pode ser obtido a partir da barita, um mineral rico em sulfato de bário, pelo processo esquematizado a seguir. a) Escreva a reação que ocorre no forno de calcinação. b) Sabendo que o rendimento global do processo é de 50%, calcule a quantidade, em kg, de carbonato de bário puro obtida a partir do processamento de 4,66 kg de sulfato de bário. (Dados: C = 12 ; O = 16 ; S = 32 ; Ba = 137) 03 (PUC-Campinas) A fabricação do óxido de etileno, a partir do eteno, é representada pela equação: Em um processo industrial, cada 28 kg de eteno produziram 22 kg de óxido de etileno. Logo, o rendimento desse processo (% em massa) foi cerca de: (Dados: H = 1 ; C = 12 ; O = 16) a) 50% b) 40% c) 30% d) 20% e) 10% Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 3 04 (Osec-SP) A massa de 28 g de ferro impuro, atacada por ácido clorídrico em excesso, produziu 8,96 litros de hidrogênio, nas CNTP. Sendo as massas atômicas Fe = 56, H = 1 e Cℓ = 35,5, pode-se dizer que o teor de ferro no material atacado era de: a) 20% b) 45% c) 89,6% d) 50% e) 80% 05 (UNESP-SP) O inseticida DDT (massa molar = 354,5 g/mol) é fabricado a partir de clorobenzeno (massa molar = 112,5 g/mol) e cloral, de acordo com a equação: 2 C6H5Cl + C2HCl3O → C14H9Cl5 + H2O Clorobenzeno Cloral DDT Partindo-se de uma tonelada (1 t) de clorobenzeno e admitindo-se rendimento de 80%, a massa de DDT produzida é igual a: a) 1,575 t b) 1,260 t c) 800,0 kg d) 354,5 kg e) 160,0 kg 06 (Osec-SP) 12,25 g de ácido fosfórico com 80% de pureza são totalmente neutralizados por hidróxido de sódio, numa reação que apresenta rendimento de 90%. A massa de sal obtida nesta reação é de: (Dados: massas atômicas: H = 1; O = 16; Na = 23; P = 31) a) 14,76 g b) 16,40 g c) 164,00 g d) 9,80 g e) 10,80 g 07 (PUC-SP) Na metalurgia temos a reação: 2 Aℓ2O3 + 3 C → 3 CO2 + 4 Aℓ Se utilizarmos 20,4 g de Al2O3, qual a massa de alumínio metálico obtida se o rendimento da reação for 60%? (Dados: Aℓ = 27 ; O = 16.) a) 6,48 g b) 10,8 g c) 10,2 g d) 4,08 g e) 7,42 g Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 4 08 (UFPR-PR) Em uma experiência na qual o metano (CH4) queima em oxigênio, gerando dióxido de carbono e água, foram misturados 0,25 mol de metano com 1,25 mol de oxigênio. (Dadas as massas atômicas: C = 12, H = 1 e O = 16.) a) Todo metano foi queimado? Justifique. b) Quantos gramas de CO2 foram produzidos? Justifique. 09 (UFPR-PR) Na reação de 5 g de sódio com água, houve desprendimento de 2,415 L de hidrogênio nas CNTP. Qual é o grau de pureza do sódio? (Dados: massas atômicas - Na = 23 ; O = 16 ; H = 1; volume molar nas CNTP = 22,4 L/mol.) 10 (FM Pouso Alegre-MG) Uma indústria queima diariamente 1 200 kg de carvão (carbono) com 90% de pureza. Supondo que a queima fosse completa, o volume de oxigênio consumido para essa queima na CNTP seria de: (Dados: C = 12; volume molar nas CNTP = 22,4 L/mol.) a) 22 800 L b) 22 800m3 c) 24 200 L d) 24 200 m3 e) 2 016 m3 Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 5 EXERCÍCIOS PROPOSTOS 11 Foram obtidos 100 g de Na2CO3 na reação de 1,00 litro de CO2, a 22,4 atm e O°C, com excesso de NaOH. Calcule o rendimento da reação: (Dados: Na = 23 ; C = 12 ; O = 16.) 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O 12 Encontrou-se uma amostra de mármore (CaCO3), cuja pureza era de 60%. Decompondo-se 50 g de massa dessa amostra, obteve-se cal virgem (CaO) e gás carbônico (CO2). Admitindo-se um rendimento de 70% para essa reação, quantos mols de gás carbônico foram conseguidos? (Dados: C = 12 ; O = 16 ; Ca = 40.) 13 (PUC-SP) O anidrido sulfuroso (SO2) reage com oxigênio (O2) e água (H2O) para formar H2SO4. Admitamos que usemos 6,4 toneladas de SO2 por dia, com uma eficiência de conversão de 70%. Qual a produção de H2SO4, ao cabo de 10 dias? (Dados: H = 1 ; O = 16 ; S = 32.) 14 Quantos mols de Cℓ2 devemos utilizar para a obtenção de 5,0 mols de KCℓO3 pela reação abaixo, sabendo que o rendimento da reação é igual a 75%? 3 Cℓ2 + 6 KOH → 5 KCℓ +KCℓO3 + 3 H2O Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 6 15 (UFLAVRAS-MG) A produção de gás amônia (NH3) foi realizada em uma fábrica, reagindo-se 280kg de gás nitrogênio (N2) e 60kg de gás hidrogênio (H2). Na presença de catalisador em condições adequadas, a reação foi completa, sendo os reagentes totalmente convertidos no produto. Pergunta- se: a) Qual a equação balanceada que representa a reação entre os gases nitrogênio e hidrogênio, formando como produto o gás amônia? b) Qual seria o volume de gás amônia obtido nas CNTP (Condições Normais de Temperatura e Pressão), se as massas de reagentes e as condições de reação fossem as acima indicadas, porém com o gás nitrogênio possuindo 80% de pureza, considerando-se que a reação foi completa? Massas molares (g/mol): N2 = 28,0; H2 = 2,0. 16 (UFPR-PR) A decomposição do bicarbonato de sódio pelo calor produz carbonato de sódio e dióxido de carbono gasoso, além de vapor d’água. Essa reação tem grande importância industrial, pois, além de ser utilizada na produção de carbonato de sódio, constitui o fundamento do uso dos fermentos químicos. 2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 Os fermentos químicos empregados diariamente na fabricação de bolos contêm 30% em massa de bicarbonato de sódio. De posse dessa informação e da equação balanceada acima, calcule o volume de dióxido de carbono produzido quando 28 g de fermento em pó são misturados aos ingredientes da massa e aquecidos a 100 °C sob pressão de 1 atmosfera. Dados: massas atômicas- H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0; Na = 23,0; R = 0,082 atm.L/mol.k 17 (UNESP-SP) O minério usado para a fabricação do ferro em algumas siderúrgicas brasileiras contém cerca de 80% de óxido de ferro III. Quantas toneladas de ferro podem ser obtidas pela redução de 20 toneladas desse minério? (Dados: C = 12 ; O = 16 ; Fe = 56.) Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 7 18 (UFMG-MG) Os processos mais importantes de redução da hematita que ocorrem num alto-forno podem ser representados por: 2 C + O2 → 2 CO 3 CO + Fe2O3 → 2 Fe + 3 CO2 Considerando-se o teor de carvão utilizado igual a 100% e o teor de hematita igual a 80% em óxido de ferro (III), quantos quilogramas de carvão serão necessários para reduzir uma tonelada de minério de ferro? (Dados:Fe = 56 ; O = 16 ; C = 12.) a) 120 kg b) 160 kg c) 180 kg d) 360 kg e) 450 kg 19 (Ufla-MG) Quando o nitrato de amônio se decompõe termicamente, produz-se gás hilariante (N2O) e água. Se a decomposição de 100 g de NH4NO3 impuro fornece 44 g de N2O, a pureza do nitrato de amônio é: (Dados: N = 14 ; H = 1 ; O = 16.) NH4NO3 → N2O + H2O a) 20% b) 40% c) 60% d) 80% e) 90% 20 (ITA-SP) Em um laboratório, a 20°C e utilizando um sistema adequado, H2(g) foi obtido através da reação entre uma amostra de uma liga de 0,3 g de magnésio e um litro de uma solução aquosa 0,1 mol.L-1 em HCℓ. Um manômetro indicou que a pressão no interior do recipiente que contém o H2(g) era de 756,7 Torr. Sabendo-se que a pressão de vapor d'água a 20°C é 17,54 Torr e o volume de H2(g) obtido foi 0,200 L, determine a pureza da amostra da liga de magnésio (massa de magnésio × 100/massa total da amostra), considerando que somente o magnésio reaja com o HCℓ. Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 8 21 (UFPA-PA) A composição de carvões minerais varia muito, mas uma composição média comum (em % m/m) é a seguinte: 80% carbono, 10% materiais diversos, 4% umidade e 5% de matéria volátil. Por isso, além de energia, o carvão pode ser fonte de vários compostos químicos. De sua fração volátil, pode-se obter hidrocarbonetos aromáticos simples. A importância destes hidrocarbonetos pode ser avaliada com base no seu consumo anual no mundo, que é de aproximadamente 25 × 106 toneladas. Dessa quantidade, em torno de 20% são obtidos pela conversão de parte da fração volátil do carvão mineral. As fórmulas estruturais de alguns destes hidrocarbonetos aromáticos estão representadas a seguir. De uma tonelada de um carvão mineral, que contém 5% de matéria volátil, obteve-se 5 litros do composto (i). O rendimento percentual dessa conversão é a) 7 b) 8 c) 9 d) 10 e) 11 Dado: Densidade da substância formada pelo composto (i) = 0,9 g/mL 22 (UEPG-PR) Considerando que a quantidade máxima de sódio recomendada para ingestão diária é de 2,3 g, assinale o que for correto a respeito deste assunto. Dados de massa: Na = 23,0; K = 39,0; Cℓ = 35,5; C = 12,0; H = 1,0; O = 16,0; N = 14,0 (01) Ao se utilizar o sal light, composto por NaCℓ e KCℓ em partes iguais, o consumo de sódio é reduzido à metade. (02) No cloreto de sódio há 23% de sódio. (04) O consumo diário de NaCℓ não deve ultrapassar 5 g. (08) Se o cloreto de sódio for substituído por glutamato monossódico (C5H8O4NNa), pode-se consumir até 16,9 g deste composto ao dia. Soma ( ) 23 (UNIFESP-SP) A geração de lixo é inerente à nossa existência, mas a destinação do lixo deve ser motivo de preocupação de todos. Uma forma de diminuir a grande produção de lixo é aplicar os três R (Reduzir, Reutilizar e Reciclar). Dentro desta premissa, o Brasil lidera a reciclagem do alumínio, permitindo economia de 95 % no consumo de energia e redução na extração da bauxita, já que para cada kg de alumínio são necessários 5 kg de bauxita. A porcentagem do óxido de alumínio (Aℓ2O3) extraído da bauxita para produção de alumínio é aproximadamente igual a a) 20,0 %. b) 25,0 %. c) 37,8 %. d) 42,7 %. e) 52,9 %. Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 9 24 (UERJ-RJ) A pólvora consiste em uma mistura de substâncias que, em condições adequadas, reagem, com rendimento de 100 %, segundo a equação química a seguir: 4 KNO3(s) + 7 C(s) + S(s) → 3 CO2(g) + 3 CO(g) + 2 N2(g) + K2CO3(s) + K2S(s) Sob condições normais de temperatura e pressão, e admitindo comportamento ideal para todos os gases, considere a reação de uma amostra de pólvora contendo 1515 g de KNO3 com 80% de pureza. Calcule o volume total de gases produzidos na reação. Em seguida, nomeie os sais formados. 25 (UFMG-MG) Um frasco que contém 1 litro de água oxigenada, H2O2(aq), na concentração de 1 mol/L, foi armazenado durante um ano. Após esse período, verificou-se que 50% dessa água oxigenada se tinha decomposto, como mostrado nesta equação: 2 H2O2(aq) → 2 H2O(ℓ) + O2(g) Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que a massa de oxigênio produzida nesse processo é: a) 8 g. b) 16 g. c) 17 g. d) 32 g. 26 (PUC-SP) A pirolusita é um minério do qual se obtém o metal manganês (Mn), muito utilizado em diversos tipos de aços resistentes. O principal componente da pirolusita é o dióxido de manganês (MnO2). Para se obter o manganês metálico com elevada pureza, utiliza-se a aluminotermia, processo no qual o óxido reage com o alumínio metálico, segundo a equação: 3 MnO2(s) + 4 Aℓ(s) → 2 Aℓ2O3(s) + 3 Mn(s) Considerando que determinado lote de pirolusita apresenta teor de 80% de dióxido de manganês (MnO2), a massa mínima de pirolusita necessária para se obter 1,10 t de manganês metálico é: a) 1,09 t b) 1,39 t c) 1,74 t d) 2,18 t e) 2,61 t Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 10 27 (PUC-RJ) Para responder à questão a seguir, considere o seguinte esquema de procedimento industrial para obtenção de gás nitrogênio ou azoto (N2): Partindo de 200 L de ar contendo 5% de umidade e, sendo a porcentagem dos gases no ar seco em volumes, a opção que MAIS SE APROXIMA DO VOLUME MÁXIMO de N2 obtido em rendimento de 70% é: a) 105 L b) 120 L c) 133 L d) 150 L e) 158 L 28 (PUC-RJ) Assinale a opção que mais se aproxima da massa de SO2‚ e que resulta da queima de 20,0 mL de sulfeto de carbono (líquido com densidade igual a 1,43 g.mL-1) em atmosfera com excesso de gás oxigênio, tendo essa reação 80 % de rendimento. CS2(ℓ) + 3 O2(g) → CO2(g) + 2 SO2(g) a) 5,6 g b) 9,5 g c) 18,9 g d) 38,5 g e) 62,3 g Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 11 29 (UFC-CE) O manganês é um metal de transição com elevada importância na indústria siderúrgica, sendo utilizado na composição de ligas metálicas para a produção de aço. Na natureza, sua principal fonte é o minério pirolusita (MnO2), que é empregado para a obtenção de ferromanganês, de acordo com a seguinte reação: MnO2(s) + Fe2O3(s) + 5 C(s) → Mn(s) + 2 Fe(s) + 5 CO(g) ferromanganês Em uma reação com 70 % de rendimento, qual é a massa (em gramas) de ferro que é obtida a partir de 173,8 g de pirolusita com 20 % de impurezas? 30 (UEL-PR) A osteoporose é uma doença que resulta da carência de cálcio nos ossos, havendo uma redução da massa óssea e deterioração da qualidade dos mesmos. Os ossos ficam cada vez mais porosos e, após alguns anos, ficam suficientemente frágeis e fraturam com facilidade. Uma das medidas de prevenção consiste no fornecimento de cálcio aos ossos nas quantidades que eles necessitam diariamente. Segundo recomendações médicas, um adulto deve ingerir uma dose diária de 800 mg de cálcio. Suponha que um adulto esteja tomando, diariamente, um tablete de 1,30 g de um suplemento nutricional, à base de casca de ostras, o qual contém 82% de carbonato de cálcio. Com base no texto e nos conhecimentos sobre o carbonato de cálcio, considere as afirmativas a seguir. I. O carbonato de cálcio não pode ser ingerido porque, sendo um composto covalente, é um sal pouco solúvel em água. II. O adulto em questão está ingerindo cerca de 53,4% da dose diária recomendada do elemento cálcio. III. O carbonato de cálcio pode resultar da reação de dupla troca entre um ácido fraco e uma base forte. IV. O adulto em questão está ingerindo cerca de 65,0% da dose diária recomendada do elemento cálcio. Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas corretas: a) I e IIb) II e III c) II e IV d) III e IV e) I, III e IV 31 A ureia, (NH2)2CO, produto presente na urina humana, foi a primeira substância orgânica a ser produzida em laboratório a partir de uma substância classificada como inorgânica (cianato de amônio), segundo a reação mostrada a seguir: NH4+NCO-(s) → (NH2)2CO(s) Esta síntese foi responsável pelo fracasso da chamada teoria da Força Vital defendida por Berzelius. Considerando que a reação tem um rendimento de 80 %, assinale a alternativa que apresenta a massa de ureia obtida a partir de 0,25 mol de cianato de amônio. Massas Molares: NH4+NCO-: 60 g mol-1; (NH2)2CO: 60 g mol-1. a) 25 g b) 12 g c) 15 g d) 5 g e) 10 g Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 12 32 (PUC-RJ) A combustão completa do etino (mais conhecido como acetileno) é representada na equação a seguir. C2H2(g) + 2,5 O2(g) → 2 CO2(g) + H2O(g) ΔHO = -1255 kJ Assinale a alternativa que indica a quantidade de energia, na forma de calor, que é liberada na combustão de 130 g de acetileno, considerando o rendimento dessa reação igual a 80 %. a) -12.550 kJ b) - 6.275 kJ c) - 5.020 kJ d) - 2.410 kJ e) - 255 kJ 33 (FGV-SP) Alguns metais sofrem risco de escassez na natureza, e por isso apresentam um alto valor agregado. A recuperação dos metais de resíduos industriais e de laboratórios torna-se importante porque associa dois fatores: o econômico e a redução do impacto ambiental, causado pelo descarte dos metais diretamente na natureza. A figura representa um fluxograma para recuperação dos metais Aℓ, Mg e Cu, de 88,0 kg de resíduo de uma liga metálica utilizada na aviação. Na recuperação dos metais desse resíduo, considera-se que a dissolução alcalina é empregada para dissolver somente o alumínio, não reagindo com os outros dois metais, e a dissolução ácida, para dissolver o magnésio. Sabendo-se que o resíduo da liga contém somente Aℓ, Mg e Cu e que não há perda de massa durante o processo, a porcentagem, em massa, de magnésio nessa liga é igual a a) 9 %. b) 16 %. c) 25 %. d) 66 %. e) 75 %. 34 (PUC-MG) Nas usinas siderúrgicas, a obtenção do ferro metálico, Fe (M = 56 g.mol-1), a partir da hematita, Fe2O3 (MM = 160 g.mol-1), envolve a seguinte equação, não balanceada: Fe2O3(s) + CO(g) → Fe(s) +CO2(g) Assinale a massa de ferro metálico, em gramas, obtida quando se faz reagir 200 kg de hematita, que apresenta 20 % de impurezas. a) 5,60 × 105 b) 1,12 × 105 c) 5,60 × 103 d) 1,12 × 103 Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 13 35 (UFSM-RS) O pequeno produtor, ao transportar seus produtos para as feiras, pode utilizar o etanol como combustível no seu veículo. A cana-de-açúcar é uma fonte de sacarose, matéria-prima para a obtenção industrial desse combustível. A reação de fermentação da sacarose para a obtenção do álcool etílico pode ser representada pela equação: C12H22O11 + H2O → 4 C2H5OH + 4 CO2 Sacarose Álcool etílico Partindo-se de uma quantidade de caldo de cana que contenha 684 g de sacarose e admitindo-se um rendimento de 80%, calcule, em kJ, a energia liberada na combustão do álcool etílico formado na reação, sendo o seu calor de combustão -1.230 kJ mol-1. a) - 9.840 b) + 9.840 c) - 2.460 d) - 7.872 e) + 7.872 36 (UFJF-MG) O cromo é um metal empregado na produção do aço inox e no revestimento (cromação) de algumas peças metálicas. Esse metal é produzido por meio da reação a seguir: Cr2O3(s) + 2 Aℓ(s) → 2 Cr(s) + Aℓ2O3(s) Partindo-se de 15,2 gramas de Cr2O3 e admitindo-se que este processo tem um rendimento de 75 %, a massa produzida de cromo é igual a: a) 11,8 g. b) 10,4 g. c) 13,8 g. d) 15,2 g. e) 7,8 g. 37 (ENEM) Para se obter 1,5 kg do dióxido de urânio puro, matéria-prima para a produção de combustível nuclear, é necessário extrair-se e tratar-se 1,0 tonelada de minério. Assim, o rendimento (dado em % em massa) do tratamento do minério até chegar ao dióxido de urânio puro é de: a) 0,10 %. b) 0,15 %. c) 0,20 %. d) 1,5 %. e) 2,0 %. 38 (PUC-MG) Na metalurgia do zinco, uma das etapas é a reação do óxido de zinco com o monóxido de carbono, produzindo zinco elementar e dióxido de carbono, segundo a equação: ZnO(s) + CO(g) → Zn(s) + CO2(g) Considere que a amostra de ZnO tenha 60 % de pureza. Nessas condições, para cada mol de zinco produzido, a massa de ZnO(s) impuro utilizado, em gramas, é aproximadamente igual a: Dados: Zn = 65,4; O = 16. a) 135,0 b) 113,0 c) 81,0 d) 49,0 Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 14 39 (UFRS-RS) Num experimento, 1000 kg do minério hematita (Fe2O3 + impurezas refratárias) foram reduzidos com coque, em temperatura muito elevada, segundo a reação representada a seguir. Fe2O3 + 3 C → 2 Fe + 3 CO Supondo-se que a reação tenha sido completa, a massa de ferro puro obtida foi de 558 kg. Pode-se concluir que a percentagem de pureza do minério é aproximadamente igual a: a) 35,0%. b) 40,0%. c) 55,8%. d) 70,0%. e) 80,0%. 40 (PUC-RJ) O sulfato de cálcio é matéria-prima do giz e pode ser obtido pela reação entre soluções aquosas de cloreto de cálcio e de sulfato de sódio (conforme reação abaixo). Sabendo disso, calcule a massa de sulfato de cálcio obtida pela reação de 2 mols de cloreto de cálcio com excesso de sulfato de sódio, considerando-se que o rendimento da reação é igual a 75 %. a) 56 g. b) 136 g. c) 272 g. d) 204 g. e) 102 g. 41 (PUC-SP) A produção de lixo decorrente das atividades humanas é responsável por sérios problemas ambientais causados pela liberação inadequada de resíduos residenciais ou industriais. Um dos resíduos industriais que merece destaque na contaminação do ambiente é o metal mercúrio e seus compostos. O mercúrio tem larga aplicação como eletrodo do processo de obtenção do cloro gasoso (Cℓ2) e da soda cáustica (NaOH) a partir da eletrólise da salmoura (NaCℓ(aq)). O metal mercúrio também é utilizado no garimpo do ouro em leito de rios, e na fabricação de componentes elétricos como lâmpadas, interruptores e retificadores. Compostos iônicos contendo os cátions de mercúrio (I) ou (II), respectivamente Hg22+ e Hg2+, são empregados como catalisadores de importantes processos industriais ou ainda como fungicidas para lavoura ou produtos de revestimento (tintas). O descarte desses compostos, de toxicidade relativamente baixa e geralmente insolúveis em água, torna-se um grave problema ambiental, pois algumas bactérias os convertem na substância dimetilmercúrio (CH3HgCH3) e no cátion metilmercúrio (II) (CH3Hg+) que são altamente tóxicos. Esses derivados são incorporados e acumulados nos tecidos corporais dos organismos, pois estes não conseguem metabolizá-los. O mercúrio é obtido a partir do cinábrio, minério vermelho cujo principal componente é o sulfeto de mercúrio (II), HgS. Minérios com alto teor de HgS são aquecidos em contato com cal (CaO), formando mercúrio metálico (Hg), sulfato de cálcio (CaSO4) e sulfeto de cálcio (CaS). Escreva a equação balanceada do processo descrito. Determine a massa de mercúrio obtida a partir de 465 kg de sulfeto de mercúrio (II), considerando que o rendimento do processo é de 80%. Dados: Hg = 200,5 g/mol; S = 32,0 g/mol; Ca = 40,0 g/mol; O = 16,0 g/mol. Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 15 42 (ENEM) Na investigação forense, utiliza-se luminol, uma substância que reage com o ferro presente na hemoglobina do sangue, produzindo luz que permite visualizar locais contaminados com pequenas quantidades de sangue, mesmo superfícies lavadas. É proposto que, na reação do luminol (I) em meio alcalino,na presença de peróxido de hidrogênio (II) e de um metal de transição (M(n)+), forma-se o composto 3-aminoftalato (III) que sofre uma relaxação dando origem ao produto final da reação (IV), com liberação de energia (hv) e de gás nitrogênio (N2). (Adaptado. "Química Nova", 25, n° 6, 2002. pp. 1003-10) Dados: pesos moleculares: Luminol = 177; 3-aminoftalato = 164 Na análise de uma amostra biológica para análise forense, utilizou-se 54 g de luminol e peróxido de hidrogênio em excesso, obtendo-se um rendimento final de 70 %. Sendo assim, a quantidade do produto final (IV) formada na reação foi de: a) 123,9. b) 114,8. c) 86,0. d) 35,0. e) 16,2. 43 (UERJ-RJ) A combustão completa do gás metano, feita em presença de ar, a temperatura e pressão constantes, pode ser representada pela seguinte equação química não balanceada: CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(ℓ) Admita que: - 60,0 L deste combustível foram queimados por um veículo; - o oxigênio reagente represente 20% do volume total do ar; - o rendimento do processo seja de 90%. Nestas condições, o volume de ar, em litros, necessário à combustão equivale a: a) 810 b) 540 c) 480 d) 270 44 (UFRN-RN) Sulfato de bário (BaSO4), substância bastante densa, comporta-se como material radiopaco, capaz de barrar os raios X. Apesar da grande toxidade do íon bário (Ba2+), o referido composto, sendo muito insolúvel, pode ser ingerido sem risco de absorção pelo tubo digestivo e depois totalmente eliminado nas fezes. Por essas propriedades, tem sido amplamente usado como contraste em exames radiológicos do tubo digestivo. Porém, deve-se garantir que esse sulfato de bário esteja bastante puro, livre de outros compostos que possam liberar íon bário (Ba2+) dissolvido na corrente sanguínea, onde sempre se mostra letal, mesmo em pequenas doses. Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 16 A infeliz tentativa de obtenção de sulfato de bário pela reação de carbonato de bário com ácido sulfúrico por certa indústria farmacêutica resultou em sulfato impuro com 14% de carbonato, cuja ingestão causou diversas mortes em pacientes de radiologia. Adaptado de: "Época", 06 de jun. de 2003. No quadro a seguir, são fornecidas algumas propriedades de substâncias possivelmente envolvidas na questão. Baseando-se nas informações do texto e do quadro acima, responda às solicitações propostas. Dado: Ba = 137; C = 12; O = 16. a) Explique, segundo a lei das proporções definidas, por que o sulfato de bário (BaSO4) obtido continha impureza de carbonato de bário (BaCO3). b) Explique, considerando que o carbonato de bário (BaCO3) reage com o ácido clorídrico (HCℓ) presente no estômago humano, como foi possível a absorção dos íons bário (Ba2+) pelo sistema digestivo. c) Calcule a massa de sulfato de bário impuro (com 14% de BaCO3) suficiente para matar um paciente, sabendo que a dose letal média do íon Ba2+ é 35 mg. 45 (PUC-RJ) Queimando-se um saco de carvão de 3 kg, numa churrasqueira, com rendimento de 90%, quantos quilogramas de CO2 são formados? a) 2,7 b) 3,0 c) 4,4 d) 9,9 e) 11 46 (UFF-RJ) A nitroglicerina - comumente denominada trinitrato de glicerila - é um poderoso explosivo, instável ao calor e ao choque. É produzida em condições controladas por reação entre o glicerol e o ácido nítrico sob catálise de ácido sulfúrico. O processo é representado pela reação a seguir: Em um experimento, 25,0 g de glicerol (C3H8O3) foram tratados com excesso de ácido nítrico, obtendo- se 53,0 g de trinitrato de glicerila (C3H5N3O9). O percentual de rendimento dessa reação é, aproximadamente: a) 6% b) 12% c) 27% d) 56% e) 86% Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 17 47 (UFSM-RS) A contaminação dos mares e rios pelo mercúrio dos resíduos industriais resulta na formação do composto dimetilmercúrio, Hg(CH3)2, sintetizado por microorganismos a partir desse metal. E esse composto é altamente tóxico aos seres vivos. A quantidade de dimetilmercúrio (massa molar = 231 g/mol) produzida por 0,050 g de mercúrio metálico com 80% de pureza, considerando que a reação tenha 100 % de rendimento, é, aproximadamente, em g: a) 0,040 b) 0,046 c) 0,057 d) 0,200 e) 0,230 48 (UFF-RJ) Em certo processo de produção do ácido acético, o oxigênio é borbulhado numa solução de acetaldeído, sob determinada pressão, a 60°C, na presença de acetato de magnésio como catalisador. Considere uma experiência em que 20,0 g de acetaldeído e 10,0 g de oxigênio foram colocados num recipiente, onde ocorreu a reação descrita acima, e determine a massa, em grama: a) de ácido acético produzido, supondo que o rendimento da reação foi de 75%; b) do reagente, em excesso. 49 (PUC-PR) 39,2 g de ácido sulfúrico reage com quantidade suficiente de hidróxido de cálcio produzindo quantos gramas de sulfato de cálcio, sabendo que o rendimento desta reação é de 90%? Dados: H = 1,00 g/mol; O = 16,00 g/mol; S = 32,00 g/mol; Ca = 40,00 g/mol a) 61,44 g b) 54,40 g c) 59,84 g d) 48,96 g e) 41,09 g 50 (FATEC-SP) Uma pessoa adulta consome, em média, cerca de 2000 kcal de energia por dia. A porcentagem desse valor fornecida pela ingestão de 34g de sacarose é aproximadamente Dados: energia liberada no metabolismo da sacarose: 1,4×103 kcal.mol-1 massa molar da sacarose: 342g mol-1 a) 0,2 %. b) 3,0 %. c) 7,0 %. d) 17 %. e) 34 %. Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 18 GABARITO 01- Cálculo da massa de nitrato cúprico com 75% de pureza: 3 2 3 2 3 2 3 2 75 Cu(NO ) puro500 Cu(NO ) impuro. 375 Cu(NO ) puro 100 Cu(NO ) impuro gg g g = Cálculo da massa de óxido cúprico obtido: 3 2 3 2 3 2 3 2 1 mol Cu(NO ) 2 mols CuO 80 CuO375 Cu(NO ) . . . 159,6 CuO 188 Cu(NO ) 2 mols Cu(NO ) 1 mol CuO gg g g = 02- a) BaSO4 + 4 C → BaS + 4 CO b) Equações envolvidas no processo: (I) BaSO4 + 4 C → BaS + 4 CO (II) BaS + Na2CO3 → BaCO3 + Na2S Equação global obtida: BaSO4 + 4 C + Na2CO3 → 4 CO + BaCO3 + Na2S Cálculo da massa de BaCO3 teórica obtida com rendimento de 100% 3 3 3 34 4 4 33 4 4 4 3 3 1 mol BaCO 197 BaCO 1 BaCO10 BaSO 1 mol BaSO4,66 BaSO . . . . . 3,94 BaCO 1 BaSO 233 BaSO 1 mol BaSO 1 mol BaCO 10 BaCO g kggkg kg kg kg g = Cálculo da massa de BaCO3 real obtida com rendimento de 50%: 3 3 3 3 50 BaCO (real)3,94 BaCO (teórica). 1,97 BaCO (real) 100 BaCO (teórica) kgkg kg kg = 03- A Cálculo da massa teórica obtida do óxido de etileno (C2H4O): 3 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 43 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 10 C H 1 mol C H 1 mol C H O 44 C H O 1 C H O28 C H . . . . . 44 C H O 1 C H 28 C H 1 mol C H 1 mol C H O 10 C H O g g kgkg kg kg g g = Cálculo do rendimento do processo com obtenção de 22kg (real) de óxido de etileno: 2 4 2 4 2 4 2 4 22 C H O (real)100 C H O (teórico). 50 C H O (real), ou seja, 50% de rendimento 44 C H O (teórico) kgkg kg kg = 04- E Reação entre Fe e HCl: Fe + 2 HCl → FeCl2 + H2 Cálculo da massa de ferro puro que reage com o HCl: 2 2 2 2 1 mol H 1 mol Fe 56 Fe8,96 H ( ). . . 22,4 Fe puro 22,4 H ( ) 1 mol H 1 mol Fe gL CNTP g L CNTP = Cálculo do teor de ferro na amostra de 28g de ferro impuro: 22,4 Fe puro100 Fe impuro. 80 Fe puro, ou seja, 80% de pureza 28 Fe impuro gg g g = Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 19 05- B Cálculo da massa de DDT obtida com rendimento de 100%: 6 6 5 6 5 6 5 6 6 5 6 5 6 5 10 C H Cl 1 mol C H Cl 1 mol DDT 354,5 DDT 1 DDT1 C H Cl. . . . . 1,57 DDT 1 C H Cl 112,5 C H Cl 2 mols C H Cl 1 mol DDT 10 DDT g g tt t t g g = Cálculo da massa de DDT obtida com rendimento de 80%: 80 DDT (real)1,57 DDT (teórico). 1, 26 DDT (real) 100 DDT (teórico) tt t t = 06- A Reaçãode neutralização total entre o H3PO4 e o NaOH: H3PO4 + 2 NaOH → Na2PO4 + 3 H2O Cálculo da massa de H3PO4 com 80% de pureza: 3 4 3 4 3 4 3 4 80 H PO puro12,25 H PO impuro. 9,8 H PO puro 100 H PO impuro gg g g = Cálculo da massa de Na2PO4 obtida com rendimento de 100%: 3 4 2 4 2 4 3 4 2 4 3 4 3 4 2 4 1 mol H PO 1 mol Na PO 164 Na PO9,8 H PO . . . 16,4 Na PO 98 H PO 1 mol H PO 1 mol Na PO gg g g = Cálculo da massa de Na2PO4 obtida com rendimento de 90%: 2 4 2 4 2 4 2 4 90 Na PO (real)16,4 Na PO (teórico). 14,76 Na PO (real) 100 Na PO (teórico) gg g g = 07- A 08- a) reação entre metano e oxigênio: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O Estequiometria: 1mol 2 mols Dados: 0,25 mol 1,25 mol Neste caso o metano é o reagente limitante (reage completamente) e o oxigênio é o reagente que está em excesso de 0,75 mol, reagindo completamente 0,5 mol. b) Cálculo da massa de CO2 obtida: 2 2 4 2 4 2 1 mol CO 44 CO0,25 mol CH . . 11 CO 1 mol CH 1 mol CO g g= Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 20 09- 99,2% Reação obtida entre sódio e água: Na + H2O → NaOH + 1/2 H2 Cálculo da massa de sódio pura que reage: 2 2 2 2 1 mol H 1mol Na 23 Na2,415 H (CNTP). . . 4,96 Na 22,4 H (CNTP) 0,5 mol H 1 mol Na gL g L = Cálculo da porcentagem de pureza da amostra de 5g de Na impuro: 4,96 Na puro100 Na impuro. 99,2 Na puro, ou seja, 99,2% de pureza 5 Na impuro gg g g = 10- E Reação obtida entre o carvão e o oxigênio: C + O2 → CO2 Cálculo da massa de carbono puro que reage: 90 C puro1200 C impuro. 1080 C puro 100 C impuro kgkg kg kg = Cálculo do volume de oxigênio consumido nas CNTP: 3 32 2 2 2 2 1 mol O 22,4 O (CNTP)10 C 1 mol C1080 C. . . . 2016000 O ( ) 2016 O ( ) 1 C 12 C 1 mol C 1 mol O Lgkg L CNTP m CNTP kg g = = 11- 94,34% Cálculo no número de mols de CO2 consumido: P.V = n.R.T → 22,4.1 = n.0,082.273 → n = 1 mol Cálculo da massa de Na2CO3 teórica: 2 3 2 3 2 2 3 2 2 3 1 mol Na CO 106 Na CO1 mol CO . . 106 Na CO 1 mol CO 1 mol Na CO g g= Cálculo do rendimento do processo: 2 3 2 3 2 3 2 3 100 Na CO (real)100 Na CO (teórico). 94,34 Na CO ( ), ou seja, 94,34% de rendimento 106 Na CO (teórico) gg g real g = 12- 0,21 mol Reação química obtida: CaCO3 → CaO + CO2 Cálculo da massa de CaCO3 pura: 3 3 3 3 60 CaCO puro50 CaCO impura. 30 CaCO puro 100 CaCO impuro gg g g = Cálculo do número de mols de CO2 obtido com rendimento de 100%: 3 2 3 2 3 3 1 mol CaCO 1 mol CO30 CaCO . . 0,3 mol CO 100 CaCO 1 mol CaCO g g = Cálculo do número de mols de CO2 obtido com rendimento de 70%: 2 2 2 2 70 mols CO (real)0,3 mol CO (teórico). 0, 21 mol CO (real) 100 mol CO (teórico) = Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 21 13- 68,6 ton Reação química obtida: SO2 + O2 + H2O → H2SO4 Cálculo da massa de H2SO4 obtida em 10 dias com 100% de eficiência: 6 2 2 2 2 4 2 4 2 4 2 46 2 2 2 2 4 2 4 6, 4 SO 10 SO 1 mol SO 1 mol H SO 98 H SO 1 H SO10 dias. . . . . . =98t H SO 1 dia 1 SO 64 SO 1 mol SO 1 mol H SO 10 H SO t g g t t g g Cálculo da massa de H2SO4 obtida em 10 dias com 70% de eficiência: 2 4 2 4 2 4 2 4 70 H SO ( )98 H SO ( ). 68,6 H SO ( ) 100 H SO ( ) t realt teórico t real t teórico = 14- 20 mols 3 Cℓ2 + 6 KOH → 5 KCℓ +KCℓO3 + 3 H2O Cálculo no número de mols de KClO3 com rendimento de 100%: 3 3 3 3 100 mols KClO ( )5 mols KClO ( ). 6,67 mols KClO ( ) 75 mols KClO ( ) teóricoreal teórico real = Cálculo do número de mols de Cl2 consumido: 2 3 2 3 3 mols Cl6,67 mols KClO . 20 mols Cl 1 mol KClO = 15- a) Reação química obtida balanceada: N2 + 3 H2 → 2 NH3 b) Cálculo da massa de N2 puro: 2 2 2 80 N puro280 N impuro. 224 N puro 100 impuro kgkg kg kg = Cálculo do reagente limitante e reagente em excesso: Reação química: N2 + 3 H2 → 2 NH3 Estequiometria: 1mol 3mols 2mol Dados: 28g 6g 44,8L Dados: 224kg 60kg X (m3) Limitante Excesso X = 358,4 m3 16- 1,53 L Cálculo da massa de NaHCO3 em 28g de fermento: 3 3 30 NaHCO28 fermento. 8,4 NaHCO 100 fermento gg g g = Cálculo do número de mols de CO2 obtido a partir de 8,4g de NaHCO3: 3 2 3 2 3 3 1 mol NaHCO 1 mol CO8, 4 NaHCO . . 0,05 CO 84 NaHCO 2 mol NaHCO g mol g = Cálculo do volume de CO2 obtido à p=1atm e 100°C: P.V = n.R.T → 1.V = 0,05.0,082.373 → V = 1,53L Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 22 17- 11,2 t de ferro Cálculo da massa de Fe2O3 com 80% de pureza: 2 3 2 3 2 3 2 3 80 Fe O puro20 Fe O impuro. 16 Fe O puro 100 Fe O impuro tt t t = Cálculo da massa obtida de Fe: 6 2 3 2 3 2 3 6 2 3 2 3 2 3 10 Fe O 1 mol Fe O 2 mols Fe 56 Fe 1 Fe16 Fe O . . . . . 11,2 Fe 1 Fe O 160 Fe O 1 mol Fe O 1 mol Fe 10 Fe g g tt t t g g = 18- C Equações químicas sucessivas balanceadas: (I) 6 C + 3 O2 → 6 CO (II) 6 CO + 2 Fe2O3 → 4 Fe + 6 CO2 Equação global: 6 C + 3 O2 + 2 Fe2O3 → 4 Fe + 6 CO2 Cálculo da massa pura de Fe2O3: 2 3 2 3 2 3 2 3 80 Fe O puro1 Fe O impuro. 0,8 Fe O puro 100 Fe O impuro tt t t = Cálculo da massa de carvão (C) em kg: 6 2 3 2 3 2 3 3 2 3 2 3 2 3 10 Fe O 1 Fe O 6 C 12 C 1 C0,8 Fe O . . . . . 180 C 1 Fe O 160 Fe O 2 Fe O 1 C 10 C g mol mols g kgt kg t g mols mol g = 19- D Equação química balanceada: NH4NO3 → N2O + 2 H2O Cálculo da massa de NH4NO3 puro: 4 3 4 32 2 4 3 2 2 4 3 1 NH NO 80 NH NO1 N O44 N O. . . 80 NH NO 44 N O 1 N O 1 NH NO mol gmolg g g mol mol = Cálculo da porcentagem de pureza da amostra de 100g de NH4NO3 impuro: Se em 100g de NH4NO3 impuro temos 80g de NH4NO3 puro, logo a amostra é 80% pura. 20- 66,7% Equação química: Mg + 2 HCl → MgCl2 + H2 Cálculo do número de mols de H2 obtido: P.V = n.R.T → (756,7-17,57).0,2 = n.62,4.293 → n = 0,0081 mol de H2 Cálculo da massa de Mg puro que reage: 2 2 1 Mg 24,1 Mg0,0081 H . . 0, 200 Mg 1 H 1 Mg mol gmol g mol mol ≈ Cálculo da porcentagem de pureza da amostra de 0,3g de Mg: 0,2 Mg puro100 Mg impuro. 66,67 Mg, ou seja, 66,67% de pureza 0,3 Mg impuro gg g g = Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 23 21- C Cálculo do volume de material volátil (MV) obtido a partir de 1t de carvão mineral (CM): 6 3 5 MV 10 MV 1 MV 1 MV1 CM. . . . 55,5 MV 100 CM 1 MV 0,9 MV 10 MV t g mL Lt L t t g mL = Cálculo da porcentagem do rendimento do processo: 5 MV(real)100 MV(teórico). 9 MV(real), ou seja, 9% de rendimento 55,5 MV(teórico) LL L L = 22- 1 + 8 = 9 (01) (V) A designação de sal light se refere ao produto com teor de NaCl reduzido à metade. (02) (F) No cloreto de sódio há 23% de sódio. 23 Na100 NaCl. 39,3 Na, ou seja, 39,3% em massa de Na 58,5 NaCl gg g g = (04) (F) O consumo diário de NaCℓ não deve ultrapassar 5 g. 58,5 NaCl2,3 Na. 5,85 NaCl 23 Na gg g g = (08) Se o cloreto de sódio for substituído por glutamato monossódico (C5H8O4NNa), pode-se consumir até 16,9 g deste composto ao dia. 169 glutamato2,3 Na. 16,9 glutamato 23 Na gg g g = Soma (09) 23- C Equação química de obtenção do alumínio a partir do Al2O3: Al2O3 → 2 Al + 3/2 O2 Cálculo da porcentagem de Al2O3 extraído da bauxita: 2 3 2 3 2 3 102 Al O1000 Al100 bauxita. . 37,8 Al O , ou seja, 37,8% em massa de Al O 5000 bauxita 54 Al ggg g g g = 24- Cálculo da massa de KNO3 puro na amostra: 3 3 3 3 80 KNO puro1515 KNO impuro. 1212 KNO puro 100 KNO impuro gg g g = Cálculo do volume total de gases produzidos na CNTP: 3 3 3 3 1 KNO 8 gases 22,4 gases1212 KNO . . . 537,6 gases 101 KNO 4 KNO 1 gases mol mols Lg L g mols mol = Saisformados: K2CO3=carbonato de potássio e K2S =sulfeto de potássio. Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 24 25- A 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 50 H O decomposto 1 O 32 O1 H O início. . . 8 O 100 H O início 2 H O decomposto 1 O mols mol gmol g mols mols mol = 26- D Cálculo da massa de MnO2 puro que reage: 6 2 2 2 26 2 2 3 MnO 87 MnO 1 MnO10 Mn 1 Mn1,1 Mn. . . . . 1,74 MnO puro 1 Mn 55 Mn 3 Mn 1 MnO 10 MnO mols g tg molt t t g mols mol g = Cálculo da massa de MnO2 impuro (pirolusita): 2 2 2 2 100 MnO impuro1,74 MnO puro. 2,175 MnO impuro 80 MnO puro tt t t = 27- A Cálculo do volume de N2 no ar seco com rendimento de 100%: 2 2 79 N95 ar seco200 ar úmido. . 150 N 100 ar úmido 100 ar seco LLL L L L = Cálculo do volume de N2 com rendimento de 70%: 2 2 2 2 70 N real150 N teórico. 105 N real 100 N teórico LL L L = 28- D Cálculo da massa teórica de SO2 obtida com rendimento de 100%: 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1, 43 CS 1 CS 2 SO 64 SO20 CS . . . . 48,17 SO 1 CS 76 CS 1 CS 1 SO g mol mols gmL g mL g mol mol = Cálculo da massa de SO2 obtida com rendimento de 80%: 2 2 2 2 80 SO real48,17 SO teórico. 38,5 SO real 100 SO teórico gg g g = 29- 125,3 g Cálculo da massa de MnO2 com 80% de pureza (20% impurezas): 2 2 2 2 80 MnO puro173,8 MnO impuro. 139,04 MnO puro 100 MnO impuro gg g g = Cálculo da massa de Fe obtida com rendimento de 100%: 2 2 2 2 1 MnO 2 Fe 56 Fe139,04 MnO . . . 179 Fe 87 MnO 1 MnO 1 Fe mol mols gg g g mol mol = Cálculo da massa de Fe obtida com rendimento de 70%: 70 Fe (real)179 Fe (teórico). 125,3 Fe (real) 100 Fe (teórico) gg g g = Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 25 30- B I.(F) O carbonato de cálcio não pode ser ingerido porque, sendo um composto covalente, é um sal pouco solúvel em água. -O carbonato de cálcio (CaCO3) é um composto iônico. II.(V) O adulto em questão está ingerindo cerca de 53,4% da dose diária recomendada do elemento cálcio. Cálculo da massa de cálcio ingerido: 3 3 82 CaCO 40 Ca 1000 Ca1,3 suplemento. . . 426,4 Ca 100 suplemento 100 CaCO 1 Ca g g mgg mg g g g = Cálculo da porcentagem de cálcio na dose recomendada de 800mg: 426,4 Ca (ingerido)100 Ca (recomendado). 53,4 Ca (ingerido), ou seja, 53,4% da dose recomendada 800 Ca (recomendado) mgmg mg mg = III.(V) O carbonato de cálcio pode resultar da reação de dupla troca entre um ácido fraco e uma base forte. H2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2 H2O IV.(F) O adulto em questão está ingerindo cerca de 65,0% da dose diária recomendada do elemento cálcio. 426,4 Ca (ingerido)100 Ca (recomendado). 53,4 Ca (ingerido), ou seja, 53,4% da dose recomendada 800 Ca (recomendado) mgmg mg mg = 31- B Cálculo da massa de ureia obtida com rendimento de 100%: 4 4 1 ureia 60 ureia0,25 NH CNO. . 15 ureia 1 NH CNO 1 ureia mol gmol g mol mol = Cálculo da massa de ureia obtida com rendimento de 80%: 80 ureia (real)15 ureia (teórico). 12 ureia (real) 100 ureia (teórico) gg g g = 32- C Cálculo da quantidade de calor envolvido no processo com rendimento de 100%: Cálculo da quantidade de calor envolvido no processo com rendimento de 80%: 80 (real)6255 (teórico). 5020 (real) 100 (teórico) kJkJ kJ kJ = 33- B Em 88kg de liga metálica após dissolução alcalina obtém-se 22kg de sólido e 66kg de solução com Al. Em 22kg de sólido após dissolução ácida obtém-se 7,92kg de sólido e 14,08kg de solução com Mg. Sendo assim, temos: 14,08 Mg100 resíduo. 16 Mg, ou seja, 16% em massa de Mg 88 resíduo kgkg kg kg = Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 26 34- B Reação química balanceada: Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 Cálculo da massa de Fe2O3 pura que reage com 80% de pureza (20% impurezas): 2 3 2 3 2 3 2 3 80 Fe O puro200 Fe O impuro. 160 Fe O puro 100 Fe O impuro kgkg kg kg = Cálculo da massa de Fe obtida em gramas: 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 1000 Fe O 1 Fe O 2 Fe 56 Fe160 Fe O . . . . 112000 Fe 1 Fe O 160 Fe O 1 Fe O 1 Fe g mol mols gkg g kg g mol mol = 35- D Reação de combustão do álcool etílico: C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O ∆H= - 1230 kJ/mol Cálculo da quantidade de calor liberado da queima do etanol com rendimento de 100%: 1 sacarose 4 etanol 1230684 sacarose. . . 9840 342 sacarose 1 sacarose 1 etanol mol mols kJg kJ g mol mol = Cálculo da quantidade de calor liberado da queima do etanol com rendimento de 80%: 80 (real)9840 (teórico). 7872 (real) 100 (teórico) kJkJ kJ kJ = 36- E Cálculo da massa de Cr obtida no processo com rendimento de 100%: 2 3 2 3 2 3 2 3 1 Cr O 2 Cr 52 Cr15,2g Cr O . . . 10,4 Cr 152 Cr O 1 Cr O 1 Cr mol mols g g g mol mol = Cálculo da massa de Cr obtida no processo com rendimento de 75%: 75 Cr (real)10,4 Cr (teórico). 7,8 Cr (real) 100 Cr (teórico) gg g g = 37- B 2 2 2 1,5 UO (real)100 minério (teórico). 0,15 UO (real), ou seja, 0,15% em massa de UO 1000 minério (teórico) kgkg kg kg = 38- A Cálculo da massa de ZnO puro: 1 ZnO 81,4 ZnO1 Zn. . 81,4 ZnO puro 1 Zn 1 ZnO mol gmol g mol mol = Cálculo da massa de ZnO impuro: 100 ZnO impuro81,4 ZnO puro. 135,67 ZnO impuro 60 ZnO puro gg g g = Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 27 39- E Cálculo da massa de Fe2O3 puro que reagirá: 3 2 3 2 3 2 3 2 33 2 3 2 3 1 Fe O 160 Fe O 1 Fe O10 Fe 1 Fe558 Fe. . . . . 797,14 Fe O 1 Fe 56 Fe 2 Fe 1 Fe O 10 Fe O mol g kgg molkg kg kg g mols mol g = Cálculo da porcentagem de Fe2O3 no minério: 2 3 2 3 797,14 Fe O100 hematita. 79,71 Fe O , ou seja, 79,71% de pureza 1000 hematita kgkg kg kg = 40- D Reação química: CaCl2 + Na2SO4 → CaSO4 + 2 NaCl Cálculo da massa de CaSO4 obtida com rendimento de 100%: 4 4 2 4 2 4 1 CaSO 136 CaSO2 CaCl . . 272 CaSO 1 CaCl 1 CaSO mol gmols g mol mol = Cálculo da massa de CaSO4 obtida com rendimento de 75%: 4 4 4 4 75 CaSO ( )272 CaSO ( ). 204 CaSO ( ) 100 CaSO ( ) g realg teórico kg real g teórico = 41- De acordo com a equação da reação química, temos: 4HgS + 4CaO → 4Hg + 1CaSO4 + 3CaS 4 × 232,5 g ---------- 4 × 200,5 g 465 kg ---------- m m = 401 kg ----- 100 % x ----- 80 % x = 320,8 kg de Hg. 42- D Cálculo da massa do produto IV com rendimento de 100%: 1 luminol 1 produto IV 164 produto IV54 luminol. . . 50 produto IV 177 luminol 1 luminol 1 produto IV mol mol gg g g mol mol = Cálculo da massa do produto IV com rendimento de 70%: 70 produto IV(real)50 produto IV (teórico). 35 produto IV(real) 100 produto IV(teórico) gg g g = 43- B Equação química balanceada: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O Estequiometria: 1mol 2mols 1mol 2mols Gases mesma P e T: 1L 2L 1L 2L Cálculo do volume de ar com rendimento de 100%: 4 2 2 4 4 4 2 2 1 CH 2 O 1 O 100 ar60 CH . . . . 600 ar 1 CH 1 CH 1 O 20 O mol mols L LL L L mol mol L = Cálculo do volume de ar com rendimento de 90%: 90 ar(real)600 ar(teórico). 540 ar(real) 100 (teórico) LL L L = Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 28 44- a) Se o sulfato de bário (BaSO4) tinha impurezas de carbonato de bário (BaCO3) é devido este composto ter sido colocado em excesso, contaminando a amostra de sulfato de bário obtida. b) BaCO3(s) + 2 HCl(aq) → BaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) O BaCl2 é um sal solúvel e isto permitiu que íons bário fossem absorvidos pelo sistema digestório. c) BaCO3 + 2HCl → Ba2+ + 2Cl- + H2O + CO2Cálculo da massa de BaCO3 puro: 2 2 2 3 3 33 2 2 2 3 1 BaCO 197 BaCO1 Ba 1 Ba35 Ba . . . . 0,05 BaCO puro 10 Ba 137 Ba 1 Ba 1 BaCO mol gg molmg g mg g mol mol + + + + + + = Cálculo da massa de BaCO3 com 14% de pureza: 3 3 3 3 100 BaCO impuro0,05 BaCO puro. 0,36 BaCO impuro 14 BaCO puro gg g g = 45- D Reação química de combustão do carvão: C + O2 → CO2 Cálculo da massa de CO2, em kg, com rendimento de 100%: 3 2 2 2 23 2 2 1 CO 44 CO 1 CO10 C 1 C3 C. . . . . 11 CO 1 C 12 C 1 C 1 CO 10 CO mol g kgg molkg kg kg g mol mol g = Cálculo da massa de CO2, em kg, com rendimento de 90%: 2 2 2 2 90 CO ( )11 CO ( ). 9,9 CO ( ) 100 CO ( ) kg realkg teórico kg real kg teórico = 46- E Cálculo da massa de TNG obtida com 100% de rendimento: Cálculo do rendimento do processo com obtenção de 53g de TNG: 47- B Cálculo da massa de mercúrio puro: 80 Hg puro0,05 Hg impuro. 0,04 Hg puro 100 Hg impuro gg g g = Cálculo da massa de dimetilmercúrio obtida: 3 2 3 2 3 2 3 2 1 Hg(CH ) 231 Hg(CH )1 Hg0,04 Hg. . . 0,046 Hg(CH ) 200 Hg 1 Hg 1 Hg(CH ) mol gmolg g g mol mol = 1 glicerol 1 TNG 227 TNG35 glicerol. . . 61,68 TNG 92 glicerol 1 glicerol 1 TNG mol mol gg g g mol mol = 53 TNG (real)100 (teórico). 85,93 TNG (real), ou seja, 85,93% em massa 61,38 TNG (teórico) gg TNG g g = Portal de Estudos em Quıḿica (PEQ) – www.profpc.com.br Página 29 48- a) Reação química obtida: CH3CHO + ½ O2 → CH3COOH Estequiometria: 1mol 0,5mol 1mol % em massa: 44g 16g 60g Dados: 20g 10g X Limitante Excesso X = 27,27g Cálculo da massa de ácido acético com 75% de rendimento: 75 ác. acético (real)27,27 ác. acético (teórico). 20, 45 ác. acético (real) 100 ác. acético (teórico) gg g g = b) Cálculo da massa de oxigênio que reagiu: 3 2 2 3 2 3 3 2 1 CH CHO 0,5 O 32 O20 CH CHO. . . 7, 27 O (reagiu) 44 CH CHO 1 CH CHO 1 O mol mol gg g g mol mol = Cálculo da massa de oxigênio em excesso: 10,0g (adicionado) – 7,27g (reagiu) = 2,73g (excesso) 49- D Reação química: H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2 H2O Cálculo da massa de CaSO4 obtida com rendimento de 100%: 2 4 4 4 2 4 4 2 4 2 4 4 1 H SO 1 CaSO 136 CaSO39, 2 H SO . . . 54,4 CaSO 98 H SO 1 H SO 1 CaSO mol mol gg g g mol mol = Cálculo da massa de CaSO4 obtida com rendimento de 90%: 4 4 4 4 90 CaSO ( )54,4 CaSO ( ). 48,96 CaSO ( ) 100 CaSO ( ) g realg teórico g real g teórico = 50- C Cálculo da quantidade de energia produzida no consumo de 34g de sacarose: 1 sacarose 140034 sacarose. . 140 340 sacarose 1 sacarose mol kcalg kcal g mol = Cálculo da porcentagem de energia fornecida pelo consumo de 34g de sacarose: 140 (produzido pela sacarose)100 (recomendado). 7 , ou seja, 7% da energia recomendada 2000 (recomendado) kcalkcal kcal kcal = EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 2 Cu(NO3)2(s) → 2 CuO(s) + 4 NO2(g) + O2(g) 2 C6H5Cl + C2HCl3O → C14H9Cl5 + H2O 2 Aℓ2O3 + 3 C → 3 CO2 + 4 Aℓ EXERCÍCIOS PROPOSTOS 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O 3 Cℓ2 + 6 KOH → 5 KCℓ +KCℓO3 + 3 H2O 2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 2 C + O2 → 2 CO 3 CO + Fe2O3 → 2 Fe + 3 CO2 NH4NO3 → N2O + H2O 2 H2O2(aq) → 2 H2O(ℓ) + O2(g) 3 MnO2(s) + 4 Aℓ(s) → 2 Aℓ2O3(s) + 3 Mn(s) CS2(ℓ) + 3 O2(g) → CO2(g) + 2 SO2(g) MnO2(s) + Fe2O3(s) + 5 C(s) → Mn(s) + 2 Fe(s) + 5 CO(g) NH4+NCO-(s) → (NH2)2CO(s) C2H2(g) + 2,5 O2(g) → 2 CO2(g) + H2O(g) ΔHO = -1255 kJ Fe2O3(s) + CO(g) → Fe(s) +CO2(g) C12H22O11 + H2O → 4 C2H5OH + 4 CO2 Cr2O3(s) + 2 Aℓ(s) → 2 Cr(s) + Aℓ2O3(s) ZnO(s) + CO(g) → Zn(s) + CO2(g) Fe2O3 + 3 C → 2 Fe + 3 CO CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(ℓ) GABARITO