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Colégio Exato Química Estequiometria 3º Ano Turno Matutino Aluno (a): Lista de Exercícios Parte 1 – Nível fácil 01. (UCSal-BA) Na reação de óxido de alumínio com ácido sulfúrico forma-se sulfato de alumínio, Al2(SO4)3. Para se obterem 3 mols desse sulfato, quantos mols do ácido são necessários? a) 3 b) 6 c) 9 d) 12 e) 15 02. (UFSC) “Houston, we have a problem.” Ao enviar essa mensagem em 13 de abril de 1970, o comandante da missão espacial Apollo 13, Jim Lovell, sabia: a vida de seus companheiros e a sua própria estavam em perigo. Um dos tanques de oxigênio da nave explodira. Uma substância, o superóxido de potássio (K2O4), poderia ser utilizada para absorver o CO2 e ao mesmo tempo restaurar o O2 na nave. CALCULE, segundo a equação a massa, em kg, de K2O4 necessária para consumir todo o CO2 exalado por um tripulante durante 72 horas se, em média, uma pessoa exala 1,0 kg de CO2 por dia. (O = 16, C = 12, K = 39.) 03. (Unicamp-SP) A obtenção de etanol, a partir de sacarose (açúcar) por fermentação, pode ser representada pela seguinte equação: C12H22O11 + H2O → C2H5OH+ 4 CO2 Admitindo-se que o processo tenha rendimento de 100% e que o etanol seja anidro (puro), calcule a massa (em kg) de açúcar necessária para produzir um volume de 50 litros de etanol, suficiente para encher um tanque de um automóvel. (Densidade do etanol = 0,8 g/cm3; massa molar da sacarose = 342 g/mol; massa molar do etanol = 46 g/mol.) 04. (UNICAMP) – Em alguns fogos de artifício, alumínio metálico em pó é queimado, libertando luz e calor. Este fenômeno pode ser representado como: 4 Al (s) + 3 O2 (g) → 2 Al2O3 (s) Qual o volume de O2, nas CNTP, necessário para reagir com 1 g do metal? (Dado: Massa molar do Al = 27 g/mol; Volume molar nas CNTP = 22,4 L/mol). 05. Rodando a 60 km/h, um automóvel faz cerca de 10 km por litro de etanol (C2H5OH). Calcule o volume de gás carbônico (CO2), em metros cúbicos, emitido pelo carro após cinco horas de viagem. Admita queima completa do combustível. Dados: Densidade do etanol: 0,8 kg/l Massa molar do etanol: 46 g/mol Volume molar do CO2: 25 L/mol a) 13 b) 26 c) 30 d) 33 e) 41 Parte 2 – Nível Aprofundado – Reagente em excesso e limitante, pureza e rendimento 01. A hortênsia (Hydrangea macrophylla) produz flores azuis quando cultivada em solo de pH < 5. Quando o pH do solo é maior do que 5, as flores tornam-se rosadas. Um jardineiro recebeu uma encomenda de hortênsias rosadas. Ele dispõe de um jardim plano, com as formas e dimensões descritas na figura abaixo, e cujo solo apresenta pH = 4. Para obter um solo adequado à produção de flores rosadas, o jardineiro deverá adicionar uniformemente 300 g de calcário dolomítico por m2 de terreno. a) Calcule a massa, em quilogramas, de calcário dolomítico necessária para a correção do solo do jardim. O calcário dolomítico é uma mistura de carbonato de cálcio e carbonato de magnésio. Ao adquirir um pacote desse produto, o jardineiro observou que, no rótulo, sua composição estava expressa na forma das porcentagens, em massa, dos óxidos de cálcio e de magnésio que poderiam ser obtidos a partir dos correspondentes carbonatos contidos no calcário dolomítico. b) Calcule a porcentagem, em massa, de carbonato de magnésio presente no calcário dolomítico adquirido pelo jardineiro. Note e adote: Massas molares (g/mol) CaO ........... 56 MgO .......... 40 MgCO3 ....... 84 02. Usado em plásticos, bisfenol-A pode alterar comportamento humano O bisfenol-A é empregado amplamente por indústrias do mundo todo para a fabricação de plásticos e resinas. Além das mamadeiras, os produtos que contêm bisfenol-A incluem resinas dentárias, lentes de contato, CDs e DVDs e o revestimento interno de latas de refrigerante ou outras bebidas. O grande problema da molécula e de seus derivados é o fato de organismos de vertebrados “interpretarem” essas substâncias como hormônios sexuais, implicando em ampla gama de problemas ligados à overdose de bisfenol-A. O bisfenol-A é preparado pela condensação, catalisada por um ácido, da propanona com fenol, descrita abaixo. Tipicamente, um grande excesso de fenol costuma ser usado para garantir a condensação completa. Considerando a equação química dada e supondo um rendimento total do processo, ao reagirem 1160 g de propanona com 7520 g de fenol, a massa obtida do bisfenol-A, será de Dados: Massas molares (g/mol) propanona = 58, fenol = 94 e bisfenol-A = 228. a) 2,28 kg. b) 4,56 kg. c) 9,12 kg. d) 8,04 kg. e) 13,02 kg. 03. O gás etino, conhecido no cotidiano como gás acetileno, é um hidrocarboneto de fórmula molecular (C2H2), vendido em cilindros metálicos de alta pressão e, em solução de acetona, possui alto poder de detonação. É utilizado na fabricação de solventes, plásticos e borracha, devido à grande quantidade de calor liberado na combustão, é usado nos maçaricos de oficinas automotivas nos trabalhos de funilaria (soldas de peças). Pode ser obtido através da reação entre o carbeto de cálcio (CaC2) e água, como mostra a reação a seguir: CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2 Assinale a alternativa que indica corretamente o volume produzido de gás acetileno, em litros, nas CNTP, quando se utilizam 200g de carbeto de cálcio (CaC2) com 80% de pureza. Dados: massa molar do CaC2 = 64 g/mol ; volume molar = 22,7L/mol. a) 68,98 b) 56,75 c) 22,54 d) 93,56 e) 30,43 04. Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas: 2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2 ZnO + CO Zn + CO2 Considere as massas molares: ZnS (97 g/mol); O2 (32 g/mol); ZnO (81 g/mol); SO2 (64 g/mol); CO (28 g/mol); CO2 (44 g/mol); e Zn (65 g/mol). Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfalerita? a) 25 b) 33 c) 40 d) 50 e) 54 05. (UFG) – da revista Economia & Desenvolvimento) A forma mais comum de apresentação do ferro solúvel, nos corpos d’água, é como bicarbonato ferroso. Águas subterrâneas profundas, limpas e incolores, em contato com o ar ficam turvas e ocorre a sedimentação de um depósito amarelo-marrom avermelhado. As equações que representam essas reações são: 4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 + 8CO2 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O Considerando as reações envolvidas, calcule a massa de bicarbonato ferroso necessária para produzir 53,2 g de óxido de ferro. 06. Nas tecnologias de energias renováveis, estudos têm sido realizados com tintas fotovoltaicas contendo nanopartículas de dióxido de titânio, TiO2. Essas tintas são capazes de transformar a energia luminosa em energia elétrica. O dióxido de titânio natural pode ser obtido da ilmenita, um óxido natural de ferro e titânio minerado a partir das areias de praia. A reação de obtenção do dióxido de titânio, a partir da ilmenita, é representada pela reação abaixo já ajustada. 2 FeTiO3 + 4 HCl + Cl2 2 FeCl3 + 2 TiO2 + 2 H2O A massa de dióxido de titânio que pode ser obtida, a partir de uma tonelada de areia bruta com 5% de ilmenita, é, aproximadamente, (Dados: TiO2 = 80 g.mol–1 e FeTiO3 = 152 g.mol–1) a) 16 kg. b) 26,3 kg. c) 52,6 kg. d) 105,2 kg. e) 210,4 kg. 07. Vazamento de gás provocou chuva ácida em Cubatão, diz Cetesb A Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb) identificou emissão de dióxido de enxofre (SO2) na atmosfera em Cubatão, após vazamento de uma fábrica de fertilizantes no Polo Industrial. Segundo o órgão, com isso e com a umidade existente, devido às fortes chuvas, além de outros compostos na atmosfera, é possível uma formação de vapor d’agua e gotículas de ácido sulfúrico ou sulfuroso, conhecida popularmente como chuva ácida. Em nota, a Cetesb informa que tal situação só aconteceu no período em que houve corrente dos gases na atmosfera. Supondo-se que o volume de dióxido de enxofre, descarregado na atmosfera, tenha sido de 1120 L, nas CNTP, a massa de ácido sulfuroso que foi produzida, por meio da reação representada pela equação SO2 + H2O H2SO3, considerando o rendimento do processo igual a 60%, é Dado: massa molar (g.mol–1) H = 1, O = 16 e S = 32. a) 1230 g. b) 2460 g. c) 4100 g. d) 5000 g. e) 8200 g. 08. Um dirigível experimental usa hélio como fluido ascensional e octano (C8H18) como combustível em seu motor, para propulsão. Suponha que, no motor, ocorra a combustão completa do octano: C8H18(g) + O2(g) 8 CO2(g) + 9 H2O(g) Para compensar a perda de massa do dirigível à medida que o combustível é queimado, parte da água contida nos gases de exaustão do motor é condensada e armazenada como lastro. O restante do vapor de água e o gás carbônico são liberados para a atmosfera. Qual é a porcentagem aproximada da massa de vapor de água formado que deve ser retida para que a massa de combustível queimado seja compensada? a) 11% b) 16% c) 39% d) 50% e) 70% 09. (ENEM 2015) Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas: 2 ZnS + 3 O2 -> 2 ZnO + 2 SO2 ZnO + CO -> Zn + CO2 Considere as massas molares: ZnS (97 g/mol); O2 (32 g/mol); ZnO (81 g/mol); SO2 (64 g/mol); CO (28 g/mol); CO2 (44 g/mol); e Zn (65 g/mol). Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfalerita? a) 25 b) 33 c) 40 d) 50 e) 54
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