Lista 2 QUI 307

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E APLICADAS 
2ª Lista de Química Geral
Fórmulas, equações e estequiometria, Soluções 
e Nomenclatura
Sabe-se que 1,0 mol de um composto contém 72g de carbono(C), 12 mols de átomos de hidrogênio(H) e 12 x 1023 átomos de oxigênio(O). Admitindo-se o valor da constante de Avogadro como sendo 6,0 x 1023 mol-1 e com base na Classificação Periódica dos elementos, escreva:
A fórmula molecular do composto.
A fórmula mínima do composto.
Considere as afirmações I, II e III, a respeito da nicotina, cuja fórmula molecular é C10H4N2
C10H4N2 é também a fórmula empírica da nicotina.
Cada molécula da nicotina é formada por 10 átomos de carbono, 4 átomos de hidrogênio e 2 átomos de nitrogênio.
1mol de moléculas de nicotina contém 10mols de átomos de carbono, 4 mols de átomos de hidrogênio e 2mols de átomos de nitrogênio.
Estão corretas as afirmações:
I, apenas.
I e II, apenas.
II e III, apenas.
I e III, apenas.
I, II e III.
Um éter, de massa molar 60g/mol, tem a seguinte composição centesimal:
C = 60%; H = 13,33%; O = 26,67%. Determine a fórmula molecular do éter.
(Massas molares, em g/mol: C = 12; H = 1; O = 16)
O ácido acetilsalicílico, C9H8O4 é uma substância muito empregada em medicamentos antitérmicos e analgésicos. Uma indústria farmacêutica comprou uma certa quantidade de ácido acetilsalicílico para usá-lo em uma de suas formulações. Como de praxe, para verificar a pureza do material, foi feita a análise química que indicou um teor de carbono de 50%. O produto comprado estava puro? Justifique. (Dados: massas atômicas: C =12, H = 1 e O = 16).
Sabendo-se que um composto mineral apresenta a seguinte composição centesimal: Na=27,06%; N=16,47% e O=56,47% e que existe nesse composto somente um átomo de sódio, calcular a sua fórmula molecular. (Dados: N = 14; O = 16; Na = 23)
O nitrato de amônio é utilizado em adubos como fonte de nitrogênio. A porcentagem em massa de nitrogênio no NH4NO3 é : (Massas atômicas: N = 14; H = 1; O = 16)
Qual a fórmula mínima de um composto formado por nitrogênio e hidrogênio, cuja análise de 32 g de uma amostra revelou a presença de 87,5% (% em massa) de nitrogênio? [Dadas as massas molares (g/ mol): N = 14 e H = 1]
Dê a fórmula mínima e molecular de uma substância orgânica que contém 0,50 mol de hidrogênio, 0,50 mol de carbono e 1,0 mol de oxigênio. Sabendo-se que a massa molar da substância é igual a 90g/mol.
Estima-se que a usina termoelétrica que se pretende construir em cidade próxima a Campinas, e que funcionará à base de resíduos da destilação do petróleo, poderá lançar na atmosfera, diariamente, cerca de 250 toneladas de SO2 gasoso.
Quantas toneladas de enxofre estão contidas nessa massa de SO2?
Considerando que a densidade do enxofre sólido é de 2,0 kg/L, a que volume, em litros, corresponde essa massa de enxofre?
 O limite máximo de concentração de íon Hg2+ admitido para seres humanos é de 6 miligramas por litro de sangue. Qual será o limite máximo, expresso em mols de Hg2+ por litro de sangue? (Massa molar de Hg=200g/mol)
 Linus Pauling, prêmio Nobel de Química e da Paz, faleceu em 1994 aos 93 anos. Era um ferrenho defensor das propriedades terapêuticas da vitamina C. Ingeria diariamente cerca de 2,1 × 10­2 mol dessa vitamina. Dose diária recomendada de vitamina (C6H8O6)....62 mg. Quantas vezes, aproximadamente, a dose ingerida por Pauling é maior que a recomendada? (Dados: H = 1, C = 12, O = 16.)
 Considere as afirmações de I a V feitas em relação a um mol de H2O:
Contém 2 átomos de hidrogênio.
Contém 1 átomo de oxigênio.
Contém 16g de oxigênio.
Contém um total de 10mols de prótons nos núcleos.
Pode ser obtido a partir de 0,5 mol de oxigênio molecular.
Destas afirmações estão CORRETAS:
Apenas I e II.
Apenas I, II e III.
Apenas III e V.
Apenas III, IV e V.
Todas.
 Considerando 20g de cada substância a seguir, indique a alternativa que apresenta maior quantidade de moléculas: (Dados: H = 1, N = 14, O = 16, Na = 23)
N2O
NaNO3.
HNO3.
NaOH.
H2O.
 O minério usado na fabricação de 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: Massas molares: Fe = 56g/mol; O = 16g/mol).
 Em uma pessoa adulta com massa de 70,0 kg, há 1,6 kg de cálcio. Qual seria a massa desta pessoa, em kg, se a Natureza houvesse, ao longo do processo evolutivo, escolhido o bário em lugar de cálcio? Dados: massas atômicas relativas: Ca = 40, Ba = 137.
 A concentração de íons fluoreto em uma água de uso doméstico é de 5,0x10-5 mol/litro. Se uma pessoa tomar 3,0 litros dessa água por dia, ao fim de um dia, qual será a massa de fluoreto, em miligramas, que essa pessoa ingeriu? Dado: massa molar de fluoreto: 19,0 g/mol.
 O limite máximo de "ingestão diária aceitável" (IDA) de ácido fosfórico, aditivo em alimentos, é de 5 mg/kg de peso corporal. Calcule o volume de refrigerante, contendo ácido fosfórico na concentração de 0,6 g/L, que uma pessoa de 60 kg deve ingerir para atingir o limite máximo de IDA.
 Um medicamento contém 90 mg de ácido acetilsalicílico (C9H8O4) por comprimido. Quantas moléculas dessa substância há em cada comprimido? Constante de Avogadro = 6,0 x 1023 mol­1 Massas atômicas relativas: C = 12; O = 16; H = 1,0.
 Em 1 mol de molécula de H3PO4 tem-se:
3.1023 átomos de hidrogênio e 1023 átomos de fósforo.
1 átomo de cada elemento.
3 íons H+ e 1 íon (PO4)3­.
1 mol de cada elemento.
4 mols de átomos de oxigênio e 1 mol de átomos de fósforo.
 A dosagem de etanol no sangue de um indivíduo mostrou o valor de 0,080 g por 100 mL de sangue. Supondo que o volume total de sangue desse indivíduo seja 6,0 L e admitindo que 12% do álcool ingerido se encontra no seu sangue, quantas doses de bebida alcoólica ele deve ter tomado?
1 dose de bebida alcoólica = 20 mL.
Porcentagem aproximada, em volume, de etanol na bebida = 50%.
densidade do etanol = 0,80 g/ml.
 O efeito estufa é um fenômeno de graves conseqüências climáticas que se deve a altas concentrações de CO2 no ar. Considere que, num dado período, uma indústria "contribuiu" para o efeito estufa, lançando 88 toneladas de CO2 na atmosfera. O número de moléculas do gás lançado no ar, naquele período, foi aproximadamente: (C =12, O =16, NA= 6,02x1023).
 Uma das maneiras de impedir que o SO2, um dos responsáveis pela "chuva ácida", seja liberado para a atmosfera é tratá-lo previamente com óxido de magnésio, em presença de ar, como equacionado a seguir: Dados: massas molares em g/mol MgO = 40 e SO2 = 64
MgO(s) + SO2(g) + 1/2O2(g) → MgSO4(s)
Quantas toneladas de óxido de magnésio são consumidas no tratamento de 9,6 × 103 toneladas de SO2?
 As reações a seguir podem ocorrer na queima de magnésio ao ar.
Mg(s)+ 1/2O2(g) → MgO(s)
3Mg(s)+ N2(g) → Mg3N2(s)
Uma amostra de 0,243g de magnésio foi queimada ao ar, sendo totalmente transformada em 0,436g de produto sólido.
O material resultante é MgO puro? Justifique sua resposta.
Que quantidade (em mols) de Mg3N2 se formaria se a massa indicada de magnésio fosse totalmente convertida no nitreto? (Massas molares em g/mol): Mg = 24,3; O = 16,0; N = 14,0).
 Coletou-se água no rio Tietê, na cidade de São Paulo. Para oxidar completamente toda a matéria orgânica contida em 1,00L dessa amostra, microorganismos consumiram 48,0mg de oxigênio(O2). Admitindo que a matéria orgânica possa ser representada por C6H10O5 e sabendo que sua oxidação completa produz CO2 e H2O, qual a massa da matéria orgânica por litro da água do rio? (Dados: H = 1, C =12 e O = 16.)
 Misturando 2g de hidrogênio e 32g de oxigênio em um balão de vidro e provocando a reação entre os gases, obteremos:
(Dados: H = 1; O = 16)
32 g de água com 2 g de oxigênio, que não reagiram.
32 g de água com 1 g de oxigênio, que não reagiu.
34 g de água oxigenada.
34 g de água, não restando nenhum dos gases.
18 g de água ao lado de 16 g de oxigênio, que não reagiram.
 Para transformar mármore (CaCO3) em gesso (CaSO4), precisamos atacá-lo com ácidosulfúrico, segundo a reação:
H2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + CO2 + H2O
Para 2 kg de mármore, quanto de gesso precisamos produzir? Dados: (Ca = 40; C = 12; S = 32; O = 16)
 Nas estações de tratamento de água, eliminam-se as impurezas sólidas em suspensão através do arraste por flóculos de hidróxido de alumínio, produzidos na reação representada por
Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2 Al(OH)3 + 3CaSO4
Para tratar 1,0x106 m³ de água foram adicionadas 17 toneladas de Al2(SO4)3. Qual a massa de Ca(OH)2 necessária para reagir completamente com esse sal?
 Duas das reações que ocorrem na produção do ferro são representadas por:
2C(s) + O2(g) → 2 CO(g)
Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g)
O monóxido de carbono formado na primeira reação é consumido na segunda reação. Considerando apenas estas 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.
 O alumínio é obtido pela eletrólise da bauxita. Nessa eletrólise, ocorre a formação de oxigênio que reage com um dos eletrodos de carbono utilizados no processo. A equação não balanceada que representa o processo global é:
Al2O3 + C → CO2 + Al
Para dois mols de Al2O3 quantos mols de CO2 e de Al, respectivamente, são produzidos nesse processo?
 Considere a reação em fase gasosa:
N2 + 3H2 → 2NH3
Fazendo-se reagir 4 litros de N2 com 9 litros de H2 em condições de pressão e temperatura constantes, pode-se afirmar que:
os reagentes estão em quantidades estequiométricas.
o N2 está em excesso.
após o término da reação, os reagentes serão totalmente convertidos em amônia.
a reação se processa com aumento do volume total.
após o término da reação, serão formados 8 litros de NH3.
 Os hidretos de metais alcalinos-terrosos reagem com água para produzir hidrogênio gasoso, além do hidróxido correspondente. Por isso, tais hidretos podem ser utilizados para inflar salva vidas ou balões. Escreva a equação química balanceada e calcule o volume de hidrogênio produzido a 27°C e 1,00 atmosfera, produzido pela reação de 84,0 g de hidreto de cálcio, CaH2 com água. Massas atômicas: Ca = 40; H = 1; O = 16. Constante Universal dos gases: 0,0821 Latm/molK.
 O magnésio é obtido da água do mar por um processo que se inicia pela reação dos íons Mg2+ com óxido de cálcio, conforme:
Mg2+ (aq) + CaO(s)+H2O(l) → Mg(OH)2(s) +Ca2+(aq)
Sabendo-se que a concentração de Mg£® no mar é 0,054 mol/litro, a massa de CaO necessária para precipitar o magnésio contido em 1,0 litro de água do mar é:
 O gás hidrogênio pode ser obtido em laboratório a partir da reação de alumínio com ácido sulfúrico, cuja equação química não-ajustada é dada a seguir:
Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2 
Um analista utilizou uma quantidade suficiente de H2SO4 para reagir com 5,4g do metal e obteve 5,71 litros do gás nas CNTP. Nesse processo, o analista obteve um rendimento aproximado de: Dados: Al = 27
Balanceie as seguintes equações:
 C3H4 + O2 CO2 + H2O
 C3H4 + O2 CO + H2O
 C5H12 + O2 CO2 + H2O
 Fe2O3 + H2 Fe + H2O
 Fe3O4 + C FeO + CO2
 FeTiO3 + C + Cl2 FeCl3 + TiCl4 + CO2
 Al2(CO3)3 Al2O3 + CO2
 Cu + HNO3 Cu (NO3)2 + NO +H2O
 CrO3 + SnCl2 + HCl CrCl3 + SnCl4 + H2O
 PbO2 + HCl PbCl2 + Cl2 + H2O
 FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O
 Al + NaOH + H2O Al(OH)4- + Na+ + H2
 Fe2+ + NO3- + H+ Fe3+ + NO + H2O
 I- + MnO4- + H2O MnO2 + OH- + IO3-
Uma solução 17% (m/m), de NH4Cl possui 50 g de soluto. Qual a massa de água nessa solução? 
Qual a porcentagem em massa de soluto numa solução preparada pela dissolução de 8g de NaOH em 92 g de água ? 
Dissolve-se um mol de moléculas de HCl em 963,5 g de água. Calcule a porcentagem em massa de HCl nessa solução. 
Calcule a massa de 500 cm3 de uma solução cuja densidade absoluta é de 200 g/L. 
A concentração comum de uma solução é de 20 g/L. Determine o volume dessa solução, sabendo que ela contém 75 g de soluto. 
Por evaporação, 20 mL de uma solução aquosa de NaCl a 15% (m/m) dão 3,6 g de resíduo. Calcule a densidade dessa solução. 
São dissolvidos 50 g de um sal em 200 g de água, originando uma solução cuja densidade é de 1,2 g/cm3. Determine a concentração comum dessa solução. 
Calcule a molaridade de uma solução aquosa de HCl que, num volume de 1500 mL, contém 21,9 g de HCl. 
Calcule a massa de HCN que deve ser dissolvida em água para obter 300 cm3 de solução 0,6 mol/L. 
Considere 40 mL de uma solução 0,5 mol/L de NaCl. Que volume de água deve ser adicionado para que sua concentração caia para 0,2 mol/L? 
Calcule a concentração molar de uma solução obtida a partir de 1 L de solução de KNO3 0,3 mol/L, à qual são acrescentados 500 mL de água pura. 
Uma solução de HCl apresenta 20% em massa de soluto e densidade de 1,1 g/mL. Que volume dessa solução deve ser diluído para formar 150 mL de uma solução que contenha 8% em massa de soluto e que tenha densidade de 1,05 g/mL?
Um grave problema ambiental atualmente é o aquecimento das águas dos rios, lagos e mares por industrias que as utilizam para o resfriamento de turbinas e elevam a temperatura até 25°C acima do normal. Isso pode provocar a morte de peixes e outras espécies aquáticas, ao diminuir a quantidade de oxigênio dissolvido na água. Portanto, é correto concluir que:
Esse aquecimento diminui a solubilidade do oxigênio na água, provocando o seu desprendimento. 
Esse aquecimento provoca o rompimento das ligações H e O nas moléculas de água. 
Esse aquecimento provoca o aquecimento do gás carbônico. 
Esse aquecimento faz com que mais de um átomo de oxigênio se liga a cada molécula de água. 
Os peixes e outras espécies acabam morrendo por aquecimento e não por asfixia. 
Se dissolvermos totalmente uma certa quantidade de sal em solvente e por qualquer perturbação uma parte do sal se depositar, teremos no final uma solução: 
saturada com corpo de fundo. 
supersaturada com corpo de fundo. 
insaturada. 
supersaturada sem corpo de fundo. 
saturada sem corpo de fundo. 
A solubilidade do oxalato de cálcio a 20°C é de 33,0g por 100g de água. Qual a massa, em gramas, de CaC2O4 depositada no fundo do recipiente quando 100g de CaC2O4(s) são adicionados em 200g de água a 20°C?
Determine a concentração de 15,0 mL de uma solução de Ba(OH)2, que foi titulada com 31,40 mL de HCL a uma concentração de 0,1428 mol/L.
Depois de preparadas, as soluções deverão ser padronizadas. Qual o objetivo de se padronizar uma solução? Faça um esquema do procedimento de padronização. Cite três propriedades que um padrão primário deve ter.
O que se entende por: Substância higroscópica.
Por que não se deve completar o volume da solução, em um balão volumétrico, antes desta ser resfriada?
O que indica o teste da fenolftaleína e o que ocorre, em termos da cor da solução, nos meios ácido e básico?
Quais são as massas de hidróxido de potássio que deve ser medida para preparar as seguintes soluções:
250 mL d e solução 0,10 mol/L.
2L de solução 0,25 mol/L.
Que volume de ácido sulfúrico 6 mol/L deve ser tomado para preparar:
500 mL de solução a 0,5 mol/L.
250 mL de solução a 0,25 mol/L.
Qual o volume de ácido nítrico concentrado é necessário para preparar 250 mL de solução a 0,10 mol/L? (dados: HNO3 concentrado: 65% m/m; d= 1,5 g/mol).
Diluem-se 3,92 g de ácido fosfórico em água até perfazer o volume de 200 mL. Qual é a concentração em quantidade de matéria da nova solução?
Dissolveram-se 56,8 g de sulfato de sódio anidro em água e completou-se o volume para 1000 mL . Qual é a concentração em quantidade de matéria da solução obtida?
GABARITO:
8. C6H12O2 ; b) C3H6O
9. C
10. C3H8O
11. Não. Deveria apresentar 60% de C
12. NaNO3
13. 35%
14. NH2
15.
 16. 125 toneladas ; b) v = 62500L
17. 3,0 x 10-5 mol/L de sangue
18. 60
19. D
20. E
21. 11,2
22. 73,9 kg
23. 2,8 mg
24. 500 mL
25. 3,0 x 1020 moléculas
26. E
27. 5 doses
28. 1030
29. 6,0x 103
 30. Não; 3,3 x 10-3 mol de Mg3N2
31. 40,5 mg
32. E
33. 2,72 kg
34. 11 toneladas
35. 321,4 kg
36. 3 e 4
37. B
38. 98,52L
39. 3,0 g
 40.77%
 41. a. 1 / 4 / 3 / 3
 b. 1/ 2,5 / 3/ 2 
 c. 1 / 8 / 5 / 6
 d. 1 / 3 / 2 / 3
 e. 1 / 0,5 / 3 / 0,5 
 f. 2 / 3 / 7 / 2 / 2 / 3 
42. m= 244,12 g de H2O
43. 8% (m/m)
44. 3,65% (m/m)
45. m= 100 g de solução
46. v= 3750 mL
47. C= 1,2 g mL-1
48. C= 0,24 g mL-1
49. Cm= 0,40 mol L-1
50. m= 4,86 g
51. v= 60 mL
52. Cm= 0,2 mol L-1
53. v= 57,27
54. a
55. a
56. m1= 34 g
57. 0,1495 mol L -1
62. a) m=1,4025 g 
 b) m=28,05 g 
63. a) m=0,0416 mL 
 b) m=0,0104 mL
64. v= 1,6 mL
 65. Cm=0,2 mol L-1
 66. Cm=0.4 mol L-1