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INSTITUTO FEDERAL DO NORTE DE MINAS GERAIS CURSO: Engenharia Civil DATA: ___ / 08 / 16 PROFESSOR: Glayton Andrade DISCIPLINA: Química Geral PERÍODO: 1º ATIVIDADE: Exercícios ALUNO (A): _______________________________________ №: _____ Cálculo de Fórmulas →Cálculo de Fórmula Centesimal ou Percentual Exemplo 1 – Calcular a composição centesimal do ácido sulfúrico (H2SO4). Resposta: H2,04%S32,65%O65,31% →Cálculo de Fórmula Mínima Exemplo 1 – Calcular a fórmula mínima de um composto que apresenta 43,4% de sódio, 11,3% de carbono e 45,3% de oxigênio. Resposta: Na2CO3 →Cálculo de Fórmula Molecular •A partir da fórmula porcentual Exemplo 1 – A partir da fórmula porcentual H9,09%C54,54%O36,36%, determine sua fórmula molecular sabendo que sua massa molar é de 88g. Resposta: H8C4O2 •A partir da fórmula mínima Exemplo 1 – A fórmula mínima de uma substância é CH2 e sua massa molecular é 70 uma. Determine a fórmula molecular desta substância. Resposta: C5H10 Exercícios 1 – Determine a composição centesimal do: a) gás carbônico – CO2 Resposta: C27,27%O72,72% b) fosfato de sódio – Na3PO4 Resposta: Na42,07%P18,90%O39,03% c) óxido de cálcio – CaO Resposta: Ca71,43%O28,57% d) dióxido de enxofre – SO2 Resposta: S50%O50% e) hidróxido de cálcio – Ca(OH)2 Resposta: Ca54,05%O43,24%H2,70% f) etano – C2H6 Resposta: C80%H20% g) ácido acético – H4C2O2 Resposta: H6,67%C40%O53,33% h) dicromato de sódio – Na2Cr2O7 Resposta: Na17,56%Cr39,69%O42,75% i) benzeno – C6H6 Resposta: C92,31%H7,69% j) fosfato de ferro II – Fe3(PO4)2 Resposta: Fe46,93%P17,32%O35,75% k) sulfato de cálcio – CaSO4 Resposta: Ca29,41%S23,53%O47,06% l) ácido carbônico – H2CO3 Resposta: H3,23%C19,35%O77,42% 2 – A análise de 0,40 g de certo óxido de ferro revelou que ele encerra 0,28 g de ferro e 0,12 g de oxigênio. Qual sua fórmula centesimal? Resposta: Fe70%O30% 3 – Determine as fórmulas mínimas das substâncias, a partir das respectivas composições centesimais: a) 1,54% de hidrogênio / 49,23% de enxofre / 49,23% de oxigênio Resposta: HSO2 b) 1,03% de hidrogênio / 32,99% de enxofre / 65,98% de oxigênio Resposta: HSO4 c) 3,22% de hidrogênio / 45,16% de nitrogênio / 51,62% de oxigênio Resposta: HNO d) 5,88% de hidrogênio / 94,12% de oxigênio Resposta: HO e) 80% de carbono / 20% de hidrogênio Resposta: CH3 f) 43,75% de nitrogênio / 6,25% de hidrogênio / 50,0% de oxigênio Resposta: NH2O g) 6,25% de hidrogênio / 93,75% de carbono Resposta: H4C5 h) 17,04% de sódio / 47,41% de enxofre / 35,56% de oxigênio Resposta: NaS2O3 i) 3,06% de hidrogênio / 31,64% de fósforo / 65,30% de oxigênio Resposta: H3PO4 j) 5,88% de hidrogênio / 94,12% de enxofre Resposta: H2S 4 – Determine as fórmulas moleculares das seguintes substâncias: a) Ca40%C12%O48% P.M.: 100 uma Resposta: CaCO3 b) H2,25%P34,83%O62,92% P.M.: 178 uma Resposta: H4P2O7 c) Na17,04%S47,41%O35,55% P.M.: 270 uma Resposta: Na2S4O6 d) C40%H6,67%O53,33% P.M.: 60 uma Resposta: C2H4O2 e) H1,58%N22,22%O76,19% P.M.: 63 uma Resposta: HNO3 f) Fe28%S24%O48% P.M.: 400 uma Resposta: Fe2S3O12 g) HCO2 P.M.: 90 uma Resposta: H2C2O4 f) H2CO P.M.: 90 uma Resposta: H6C3O3 i) C2H3O2 P.M.: 118 uma Resposta: C4H6O4 j) CH2 P.M.: 56 uma Resposta: C4H8 →Mol e suas relações Exemplos 1 – Quantos mols há em 180 g de H2O? Resposta: 10 mol 2 – Qual a massa presente em 12 mol de Fe? Resposta: 672 g 3 – Quantos átomos há em 390 g de potássio? Resposta: 6.10 24 átomos 4 – Qual a massa de 3.10 25 moléculas de H2SO4? Resposta: 4900 g 5 – Quantos mols tem 6.10 28 moléculas de H2O? Resposta: 100000 mol 6 – Quantos átomos há em 20 mol de Fe? Resposta: 1,2.10 25 átomos 7 – Qual o volume nas CNTP de 5 mol de CO2? Resposta: 113,5 L 8 – Qual o volume nas CNTP de 320 g de CH4? Resposta: 454 L 9 – Quantas moléculas tem 1135 litros de H2 nas CNTP? Resposta: 3,0.10 25 moléculas 10 – Quantos mols tem 2270 litros de O2 nas CNTP? Resposta: 100 mol 11 – Qual a massa em gramas de 45400 litros de N2 nas CNTP? Resposta: 56000 g 12 – Qual a massa em gramas de um átomo de magnésio? Resposta: 4,0.10 -23 g 13 – Qual a massa de carbono presente em 30 mol de C2H6? Resposta: 720 g 14 – Quantos mols de hidrogênio há em 3,01 . 10 24 moléculas de CH4? Resposta: 20 mol 15 – Quantos átomos de fósforo há em 490 g de H3PO4? Resposta: 3,01 . 10 24 átomos Exercícios 1 – Um recipiente fechado contém 48 g de O2. Quantas moléculas de oxigênio existem nesse recipiente? Resposta: 9.10 23 moléculas 2 – Calcule o número de átomos existentes numa barra de ferro de 280 g. Resposta: 3,0.10 24 átomos 3 – Calcule a massa em gramas de 2,4.10 25 átomos de cálcio. Resposta: 1600 g 4 – Num recipiente estão contidas 1,2.10 22 moléculas de água. Calcule a massa, em gramas, dessa quantidade de água. Resposta: 0,36 g 5 – Calcule a massa em gramas de um átomo de oxigênio. Resposta: 2,66.10 -23 g 6 – Determine a massa em gramas de uma molécula de dióxido de enxofre (SO2). Resposta: 1,06.10 -22 g 7 – Determine o número de átomos contidos em: a) 56 g de nitrogênio Resposta: 2,4.10 24 átomos b) 7,1 g de cloro Resposta: 1,2.10 23 átomos c) 4,8.10 2 g de magnésio Resposta: 1,2.10 25 átomos d) 1,15 g de sódio Resposta: 3.10 22 átomos 8 – Calcule a massa em gramas, correspondente a: a) 6.10 24 átomos de enxofre Resposta: 320 g b) 3.10 22 átomos de potássio Resposta: 1,95 g c) 1,5.10 28 átomos de iodo Resposta: 3,175.10 6 g d) 48.10 23 átomos de hélio Resposta: 32 g 9 – Ache o número de moléculas existentes em: a) 72 g de glicose (C6H12O6) Resposta: 2,4.10 23 moléculas b) 2,7 g de ácido oxálico (H2C2O4) Resposta: 1,8.10 22 moléculas c) 3,68 g de dióxido de nitrogênio (NO2) Resposta: 4,8.10 22 moléculas d) 18,9 g de ácido nítrico (HNO3) Resposta: 1,8.10 23 moléculas 10 – Um recipiente fechado contém 140 g de N2 nas CNTP. Determine o volume ocupado por este gás. Resposta: 113,5 L 11 – Descubra a massa em gramas de 5,675 litros de gás carbônico nas CNTP? Resposta: 11 g 12 – Calcule o número de moléculas do gás metano - CH4 - que nas CNTP ocupam 28,375 litros. Resposta: 7,5.10 23 moléculas 13 – Determine o volume ocupado nas CNTP por: a) 6 g de etano - C2H6 Resposta: 4,54 L b) 10 g de H2 Resposta: 113,5 L c) 6,8 g de NH3 Resposta: 9,08 L d) 2,0 g de He Resposta: 11,35 L 14 – Ache a massa em grama e o número de moléculas de: a) 34,05 L de gás butano - C4H10 - nas CNTP Resposta: 87 g e 9.10 23 moléculas b) 4,54 L de dióxido de enxofre nas CNTP Resposta: 12,8 g e 1,2.10 23 moléculas c) 6,81 L de H2 nas CNTP Resposta: 0,6 g e 1,8.10 23 moléculas d) 11,35 L de etileno - C2H4 - nas CNTP Resposta: 14 g e 3,01.10 23 moléculas 15 – Calcule a massa em gramas de 3 mol de átomos de magnésio. Resposta: 72 g 16 – Calcule a massa em gramas de uma barra constituída por 50 mol de ferro. Resposta: 2800 g 17 – Uma lâmina é formada por 2,5 mol de zinco. Ache sua massa, em gramas. Resposta: 162,5 g 18 – Um frasco fechado contém 3,6 g de H2 nas CNTP. Calcule: a) o número de mols do gás hidrogênio. Resposta: 1,8 mol b) o volume ocupado por este gás nas CNTP. Resposta: 40,86 L 19 – 5 mol de metano - CH4 - são recolhidos num recipiente e mantidos nas CNTP. Determine: a) a massa desse gás presente no recipiente. Resposta: 80 g b) o volume ocupado por esse gás. Resposta: 113,5 L 20 – Calculeo número de mols correspondentes a: a) 11,5 g de sódio. Resposta: 0,5 mol b) 6,4 g de enxofre. Resposta: 0,2 mol c) 1,2.10 25 átomos de cobre. Resposta: 20 mol d) 14,2 g de átomos de cloro. Resposta: 0,4 mol 21 – Calcule o número de mols correspondente a: a) 19,6 g de ácido sulfúrico. Resposta: 0,5 mol b) 18 g de glicose (C6H12O6) Resposta: 0,1 mol c) 185 g de hidróxido de cálcio. Resposta: 2,5 mol d) 158,9 L de acetileno (C2H2) na CNTP. Resposta: 7 mol e) 10,215 L de gás neônio (Ne) nas CNTP. Resposta: 0,45 mol f) 20,52 g de sacarose (C12H22O11) Resposta: 0,06 mol 22 – A quantos gramas correspondem 3.10 24 átomos de alumínio? Resposta: 135 g 23 – Qual a massa de 2,5 mol de H2SO4? Resposta: 245 g 24 – Quantas moléculas existem em 6,4 g de etano (C2H6)? Resposta: 1,28.10 23 moléculas 25 – Se 1,5 g de um composto possui 10 22 moléculas, qual é a sua massa molecular? Resposta: 90 g/mol 26 – Se 0,5 g de uma molécula possui 3.10 21 moléculas, qual é a massa molecular dessa substância? Resposta: 100 g 27 – Qual a massa de carbono em 880 g de CO2? Resposta: 240 g 28 – Quantos mols de hidrogênio há em 3200 g de CH4? Resposta: 800 mol 29 – Quantos átomos de cálcio há em 400 g de CaCO3? Resposta: 2,408 . 10 24 átomos 30 – Qual a massa de fósforo em 5 mol de H3PO4? Resposta: 155 g 31 – Qual a massa de ferro em 6,02 . 10 25 moléculas de Fe2O3? Resposta: 11200 g 32 – Qual a massa de nitrogênio em 454 L de NH3(g) nas CNTP? Resposta: 280 g 33 – Quantos mols de carbono há em 5 mol de C2H5OH? Resposta: 10 mol 34 – Quantos mols de hidrogênio há em 3,01 . 10 26 moléculas de C2H6? Resposta: 3000 mol 35 – Quantos mols de carbono há em 681 L de C4H10(g) nas CNTP? Resposta: 120 mol 36 – Quantas átomos de cloro há em 20 mol de HCℓO4? Resposta: 1,204 . 10 25 átomos 37 – Quantos átomos de oxigênio há em 1135 L de H2O(g) nas CNTP? Resposta: 3,01 . 10 25 átomos Reações Químicas →Classificações das reações químicas 1 – Classifique as reações em: 1 – Síntese ou adição 2 – Análise ou decomposição 3 – Simples troca ou deslocamento 4 – Dupla Troca a) (___) HCℓ + LiOH LiCℓ + H2O b) (___) Mg + 2HCℓ MgCℓ2 + H2 c) (___) BaS + F2 BaF2 + S d) (___) 2SO2 + O2 SO3 e) (___) SnCℓ2 + 2FeCℓ3 SnCℓ4 + 2FeCℓ2 f) (___) CaCO3 CaO + CO2 g) (___) 2KCℓO3 2KCℓ + 3O2 h) (___) N2 + 3H2 2NH3 i) (___) 2HNO3 + Ca(OH)2 Ca(NO3)2 + 2H2O j) (___) 2KI + Cℓ2 2KCℓ + I2 k) (___) C12H20O11 12C + 11H2O l) (___) Mg + 2AgNO3 Mg(NO3)2 + 2Ag m) (___) BaCℓ2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCℓ n) (___) CF2Cℓ2 CF2Cℓ + Cℓ o) (___) MgO + SO3 MgSO4 p) (___) Br2 + 2NaI 2NaBr + I2 q) (___) CaCℓ2 + K2CO3 CaCO3 + 2KCℓ r) (___) NH3 + HCℓ NH4Cℓ s) (___) NH4NO2 N2 + H2O t) (___) KOH + NH4Cℓ KCℓ + NH4OH u) (___) Na + H2O NaOH + H2 v) (___) MgCO3 MgO + CO2 w) (___) NH3 + O2 H2O + N2 x) (___) H2SO4 + LiOH Li2SO4 + 2H2O y) (___) NO2 + NO2 N2O4 z) (___) Na2CO3 + 2HCℓ 2NaCℓ + H2CO3 →Balanceamento das reações químicas pelo método das tentativas 1 – Procure acertar os coeficientes das seguintes equações pelo método das tentativas e indique a soma dos menores coeficientes inteiros possíveis: a) __Cr + __O2 __Cr2O3 Soma: _____ b) __P + __O2 __P2O5 Soma: _____ c) __H3PO3 __H3PO4 + __PH3 Soma: _____ d) __Aℓ2(CO3)3 __Aℓ2O3 + __CO2 Soma: _____ e) __Fe + __O2 __Fe2O3 Soma: _____ f) __SO2 + __O2 __SO3 Soma: _____ g) __CO + __O2 __CO2 Soma: _____ h) __KCℓO4 __KCℓ + __O2 Soma: _____ i) __C12H22O11 __C + __H2O Soma: _____ j) __H2O2 __H2O + __O2 Soma: _____ k) __CO + __H2 __CH3OH Soma: _____ l) __BaO2 __BaO + __O2 Soma: _____ m) __Ca + __N2 __Ca3N2 Soma: _____ n) __BaO + __As2O5 __Ba3(AsO4)2 Soma: _____ o) __FeS2 + __O2 __Fe2O3 + __SO2 Soma: _____ p) __HgSO4 + __Aℓ __Aℓ2(SO4)3 + __Hg Soma: _____ q) __Zn + __HCℓ __ZnCℓ2 + __H2 Soma: _____ r) __Na + __H2O __NaOH + __H2 Soma: _____ s) __H3PO4 + __K2O __K3PO4 + __H2O Soma: _____ t) __NaHCO3 __Na2CO3 + __CO2 + __H2O Soma: _____ u) __HCℓ + __O2 __H2O + __Cℓ2 Soma: _____ v) __H2S + __Br2 __HBr + __S Soma: _____ w) __CS2 + __O2 __CO2 + __SO2 Soma: _____ x) __NH3 + __O2 __H2O + __N2 Soma: _____ y) __Fe + __H2O __Fe3O4 + __H2 Soma: _____ z) __Fe3O4 + __Aℓ __Aℓ2O3 + __Fe Soma: _____ 3 – Procure acertar os coeficientes das seguintes equações pelo método das tentativas utilizando os menores coeficientes inteiros possíveis: a) __Aℓ(OH)3 + __H4SiO4 __Aℓ4(SiO4)3 + __H2O b) __Cu(OH)2 + __H4P2O7 __Cu2P2O7 + __H2O c) __Mn3O4 + __Aℓ __Aℓ2O3 + __Mn d) __Sn + __NaOH + __H2O __Na2SnO3 + __H2 e) __K2Cr2O7 + __KOH __K2CrO4 + __H2O f) __Fe2O3 + __Aℓ __Aℓ2O3 + __Fe g) __C3H6O + __O2 __CO2 + __H2O h) __C4H10 + __O2 __CO2 + __H2O i) __ (NH4)2Cr2O7 __N2 + __Cr2O3 + __H2O j) __PCℓ5 + __H2O __H3PO4 + __HCℓ k) __CH4 + __O2 __CO2 + __H2O l) __Ba(OH)2 + __H4P2O7 __Ba2P2O7 + __H2O m) __H3PO4 + __Mg(OH)2 __Mg3(PO4)2 + __H2O n) __C2H2 + __O2 __CO2 + __H2O o) __Fe + __H2SO4 __Fe2(SO4)3 + __H2 p) __C2H4 + __O2 __CO2 + __H2O q) __C2H6O + __O2 __CO2 + __H2O r) __C3H8 + __O2 __CO2 + H2O s) __Au(OH)3 + __H4P2O7 __Au4(P2O7)3 + __H2O t) __K2Cr2O7 + __KOH __K2CrO4 + __H2O u) __C3H6 + __O2 __CO2 + __H2O v) __Ba(OH)2 + __FeCℓ3 __BaCℓ2 + __Fe(OH)3 w) __KNO3 + __K __K2O + __N2 x) __CaC2 + __H2O __Ca(OH)2 + __C2H2 y) __H2SiF6 + __NaOH __NaF + __Si(OH)4 + __H2O z) __As + __NaCℓO + __H2O __H3AsO4 + __NaCℓ z) __Ca3(PO4)2 + __SiO2 + __C __CaSiO3 + __P + __CO Cálculo Estequiométrico Casos Gerais Exemplos 1 – O gás nitrogênio (N2) reage com o gás hidrogênio (H2), produzindo gás amônia (NH3). Responda: __N2 + __H2 __NH3 a) Determine o número de mol de amônia obtido quando se fazem reagir 4 mol de nitrogênio com suficiente hidrogênio. Resposta: 8 mol b) Qual a massa necessária para reagir completamente com 15 g de hidrogênio?Resposta: 70 g c) Qual a massa de hidrogênio necessária para reagir completamente com 3 x 10 24 moléculas de nitrogênio?Resposta: 30 g d) Quantos litros de nitrogênio, reagindo com hidrogênio suficiente, são necessários para a produção de 11,2 litros de amônia, nas CNTP?Resposta: 5,6 L e) Qual a massa de hidrogênio que, ao reagir com nitrogênio suficiente, irá produzir 227 litros de amônia nas CNTP?Resposta: 60 g 2 – Calcule a massa de óxido cúprico (CuO) obtido a partir da reação de 2,54 g de cobre metálico (Cu) com oxigênio. Resposta: 3,18 g __Cu + __O2 __CuO 3 – Calcule o volume de gás carbônico (CO2) obtido nas condiçõesnormais de temperatura e pressão, por calcinação de 200 g de carbonato de cálcio (CaCO3), originando também óxido de cálcio (CaO). Resposta: 45,4 L __CaCO3 __CaO + __CO2 4 – Calcular o número de moléculas de gás carbônico (CO2) obtido pela queima completa de 4,8 g de carbono puro. Resposta: 2,4 x 10 23 moléculas 5 – Quais são as massas de ácido sulfúrico (H2SO4) e hidróxido de sódio (NaOH) necessárias para preparar 28,4 g de sulfato de sódio (Na2SO4)?Resposta: 19,6 g e 16 g __H2SO4 + __NaOH __Na2SO4 + __H2O Exercícios 1 – Qual a massa de gás carbônico (CO2) necessária para a produção de 1,5 kg de carbonato de cálcio (CaCO3), segundo a reação: Resposta: 660 g __CaCℓ2(aq) + __CO2 + __H2O(ℓ) __CaCO3(s) + __HCℓ(aq) 2 – Qual a massa de água (H2O) produzida quando 100 g de hidrogênio (H2) são queimados com oxigênio suficiente? Resposta: 900 g __H2(g) + __O2(g) __H2O(g) 3 – De acordo com a equação __Fe + __O2 __Fe2O3, calcular: a) o número de mol de oxigênio (O2) necessário ara reagir com 5 mol de ferro (Fe). Resposta: 3,75 mol b) o número de moléculas de Fe2O3 que se forma a partir de 3 x 10 23 moléculas de O2. Resposta: 2 x 10 23 moléculas 4 – O carbonato de cálcio reage com ácido clorídrico conforme a equação: CaCO3(s) + HCℓ(aq) CaCℓ2(aq) + CO2 + H2O(ℓ) Calcular a massa de água (H2O), em gramas e o volume de gás carbônico (CO2) nas CNTP que se formam a partir de 50 g de carbonato de cálcio (CaCO3). Resposta: 9 g e 11,35 L 5 – Dada a equação: __Zn + __HCℓ __ZnCℓ2 + __H2 , calcule: a) o número de mol de zinco (Zn) que reagem com 20 mol de HCℓ. Resposta: 10 mol b) o número de mol de H2 que se formam a partir de 5 mol de HCℓ. Resposta: 2,5 mol 6 – Considere a equação: __C3H8 + __O2 __CO2 + __H2O Agora, determine: a) o número de moléculas de O2 que reagem com 6 x 10 23 moléculas de C3H8. Resposta:3,01 x 10 24 moléculas b) o número de moléculas de CO2 que se formam a partir de 1,2 x 10 24 moléculas de O2. Resposta:7,224 x 10 23 moléculas c) o número de moléculas de H2O que se formam a partir de 6 x 10 25 moléculas de C3H8. Resposta:2,408 x 10 26 moléculas 7 – Considere a equação química: __HCℓ + __Ca(OH)2 __CaCℓ2 + __H2O Utilizando 22,2 g de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), calcule: a) a massa, em gramas, de ácido clorídrico (HCℓ) que reage. Resposta:21,9 g b) a massa, em gramas, de cloreto de cálcio (CaCℓ2) que se forma. Resposta:33,3 g c) o número de moléculas de água (H2O) que se formam. Resposta:3,612 x 10 23 moléculas 8 – O sulfeto de zinco (ZnS) sofre combustão de acordo com a equação: __ZnS + __O2 __ZnO + __SO2 Partindo de 28 litros de oxigênio (O2) nas CNTP, calcule: a) a massa, em gramas, de sulfeto de zinco (ZnS) que reage. Resposta: 80,8 g b) o número de moléculas de óxido de zinco (ZnO) que se formam. Resposta:5,02 x 10 23 moléculas c) o número de mol e o volume, nas CNTP, de dióxido de enxofre (SO2) que se forma. Resposta:0,83 mol ; 18,66 L 9 – A decomposição térmica do nitrato de amônio é representada pela equação: __NH4NO3 __N2O + __H2O Calcule a massa, em gramas, de nitrato de amônio (NH4NO3) necessária para produzir 1,8 x 10 24 moléculas de água (H2O). Resposta:120 g 10 – O gás amoníaco pode ser obtido a partir do nitrogênio em reação com o hidrogênio, de acordo com a equação: __N2 + __H2 __NH3 Utilizando 3 x 10 25 moléculas de nitrogênio (N2), calcule: a) o volume de hidrogênio (H2), nas CNTP, necessário para a reação. Resposta: 3405 L b) a massa, em gramas, de gás amoníaco (NH3) que se obtém. Resposta: 1700 g 11 – Observe a equação química: __Ca(OH)2 + __HCℓ __CaCℓ2 + __H2O Sendo utilizados 29,6 g de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), determine: a) a massa, em gramas, de ácido clorídrico (HCℓ) necessária para consumir todo o hidróxido de cálcio. Resposta: 29,2 g b) a massa de cloreto de cálcio (CaCℓ2) que se obtém. Resposta: 44,4 g c) o número de moléculas de água (H2O) obtidas. Resposta: 4,816 x 10 23 moléculas 12 – Considere a reação entre hidrogênio e monóxido de carbono, conforme a equação: __H2 + __CO __C2H6O + __H2O Agora calcule: a) o volume de hidrogênio (H2), nas CNTP, necessário para obter 14,4 g de água (H2O). Resposta:72,64 L b) o número de mol de CO necessário para obter 207 g de etanol (C2H6O). Resposta: 9 mol c) o número de moléculas de água (H2O) obtidas a partir de 20 g de hidrogênio. Resposta: 1,505 x 10 24 moléculas 13 – Hidrogênio reage com flúor, conforme a equação: __H2 + __F2 __HF Calcule a massa de fluoridreto (HF) que se forma quando 1,5 x 10 23 moléculas de hidrogênio (H2) reagem totalmente com o flúor. Resposta: 9,97 g 14 – Quantos gramas de vapor de água (H2O) se formam na decomposição de 0,1 mol de nitrato de amônio (NH4NO3), segundo a equação: Resposta:3,6 g __NH4NO3 __N2O + __H2O 15 – Um operário faz diariamente a limpeza do piso de mármore de um edifício com ácido muriático (nome comercial do ácido clorídrico). Como se sabe, o ácido ataca o mármore, desprendendo gás carbônico, segundo a equação: __CaCO3 + __HCℓ __CaCℓ2 + __H2O + __CO2 Supondo que, em cada limpeza ocorra a reação de 50 g de mármore (CaCO3), qual será o volume de gás carbônico (CO2) formado por dia, nas CNTP? Resposta: 11,35 L 16 – Alumínio (Aℓ) reage com ácido clorídrico (HCℓ), formando cloreto de alumínio (AℓCℓ3) e hidrogênio(H2). Qual será o volume de hidrogênio gasoso formado, nas CNTP, quando utilizarmos, em uma reação, 1,5 g de alumínio? Resposta: 1,88 L __Aℓ + __HCℓ __AℓCℓ3 + __H2 17 – Clorato de potássio (KCℓO3), por aquecimento, decompõe-se em cloreto de potássio (KCℓ) e oxigênio (O2). Na decomposição térmica de 0,2 mol de clorato de potássio, obtêm-se: __KCℓO3 __KCℓ + __O2 a) quantos mols de oxigênio? Resposta:0,3 mol b) quantos gramas de oxigênio? Resposta:9,6 g c) quantos litros de oxigênio nas CNTP? Resposta:6,81 L d) quantas moléculas de oxigênio? Resposta:1,806 x 10 23 e) quantos átomos de oxigênio? Resposta:3,612 x 10 23 18 – Um astronauta elimina cerca de 476,7 litros de gás carbônico (CO2) por dia, nas CNTP. Suponha que se utilize hidróxido de sódio para absorver o gás produzido, segundo a equação: __NaOH + __CO2 __Na2CO3 + __H2O Qual é a massa de hidróxido de sódio (NaOH) em Kg, necessária por dia de viagem? Resposta:1,68 kg 19 – O papel sulfite é assim chamado porque, na sua clarificação, emprega-se o sulfito de sódio. Quando este sal reage com ácido clorídrico, tem-se a equação não balanceada: __Na2SO3 + __HCℓ __NaCℓ + __H2O + __SO2 Quantos gramas de NaCℓ serão formados nesta reação, juntamente com 22,7 L de gás sulfuroso (SO2) medidos nas CNTP? Resposta: 117 g 20 – Um dos principais componentes da gasolina é o isooctano (C8H18). Calcule o volume de gás oxigênio (O2), nas CNTP, necessário para a combustão completa de 6 mol de isooctano. Resposta:1702,5 L __C8H18 + __O2 __CO2 + __H2O 21 – Na reação: Fe + HCℓ FeCℓ2 + H2, quantos átomos de ferro (Fe) reagiriam para formar 5,675 litros de H2, nas CNTP? Resposta:1,505 x 10 23 átomos 22 – O éter etílico (C4H10O) é o éter que você encontra à venda nas farmácias, e sua principal aplicação relaciona-se com a sua ação anestésica. A combustão completa desse éter é representada pela equação: __C4H10O + __O2 __CO2 + __H2O Supondo a combustão completa de 29,6 mg de éter etílico, determine: a) a massa, em gramas, de oxigênio (O2)consumido; Resposta:0,0768 g b) o volume, em m 3 , de CO2 produzido, nas CNTP; Resposta: 3,632 x 10 -5 m 3 c) o número de moléculas de água (H2O) produzido. Resposta:1,204 x 10 21 moléculas 23 – Na metalurgia do zinco, uma das etapas é a reação do óxido de zinco com monóxido de carbono, produzindo zinco elementar e dióxido de carbono. __ZnO + __CO __Zn + __CO2 a) Para cada 1000 g de óxido de zinco (ZnO) que reage, qual a massa de metal (Zn) obtida? Resposta: 802,47 g 24 – Sabe-se que 32,4 g de alumínio (Aℓ) reagiram completamente com ácido sulfúrico (H2SO4), segundo a reação: __Aℓ + __H2SO4 __Aℓ2(SO4)3 + __H2 Determine: a) a massa de ácido sulfúrico (H2SO4) consumida. Resposta: 176,4 g b) a massa de sulfato de alumínio (Aℓ2(SO4)3)obtida. Resposta: 205,2 g c) o volume de hidrogênio (H2) liberado, medido nas CNTP. Resposta: 40,86 ℓ 25 – A reação abaixo pode representar a reação de neutralização do ácido clorídrico em excesso de suco gástrico pelo hidróxido de magnésio, quando se ingere o antiácido leite de magnésia. __Mg(OH)2 + __HCℓ __MgCℓ2 + __H2O Quantos mols de ácido clorídrico (HCℓ) podem ser neutralizados por 2,9 g de hidróxido de magnésio (Mg(OH)2)? Resposta: 0,1 mol 26 – Quantos átomos de enxofre (S) devem ser queimados, a fim de se obterem 11,35 L de dióxido de enxofre (SO2), medidos nas CNTP? Resposta: 3,01 x 10 23 átomos __S + __O2 __SO2 27 – Considere a equação química: __HCℓ + __Ca(OH)2 __CaCℓ2 + __H2O Foram utilizados 44,4 g de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2). Determine: a) a massa, em gramas, de ácido clorídrico (HCℓ) que reage; Resposta: 43,8 g b) a massa, em gramas, de cloreto de cálcio (CaCℓ2) que se forma; Resposta: 66,6 g c) o número de moléculas de água (H2O) que se formam. Resposta: 7,224 x 10 23 moléculas Reações Consecutivas Exemplo 1 – Através da seqüência de reações: __C + __O2 __CO2 __CO2 + __KOH __KHCO3 Determine a massa de hidrogeno carbonato de potássio que podemos obter a partir de 6 g de carbono. Resposta: 50 g 2 – Através da seqüência de reações: __Fe + __H2SO4 __FeSO4 + __H2 __H2 + __N2 __NH3 Determine a massa de H2SO4 necessária para a produção de 68,1 L de NH3, nas CNTP. Resposta:441 g Exercícios 1 – No processo: __H2 +__ O2 __H2O __CaO + __H2O __Ca(OH)2 Calcule a massa de H2 necessária para se obterem 6 mol de Ca(OH)2. Resposta:12 g 2 – Através da seqüência de reações: __N2 + __H2 __NH3 __NH3 + __HCℓ __NH4Cℓ Determine o volume de N2, nas CNTP, necessário para se obterem 5 mol de cloreto de amônio. Resposta:56,75 L 3 – Através da seqüência de reações: __CaCO3 __CaO + __CO2 __CaO + __C __CaC2 + __CO __CaC2 + __H2O __Ca(OH)2 + __C2H2 Determine o volume de gás acetileno (C2H2), nas CNTP, obtido a partir de 75 g de carbonato de cálcio (CaCO3). Resposta:17,025 L 4 – Dados os processos: __S + __O2 __SO2 __SO2 + __O2 __SO3 __SO3 + __H2O __H2SO4 Calcule a massa de enxofre necessária à produção de 294 toneladas de H2SO4. Resposta:96 toneladas 5 – Uma das técnicas de produção de KMnO4 requer duas reações características. Na primeira, o MnO2 é convertido a K2MnO4 por reação com KOH fundido na presença de O2: __MnO2 + __KOH + __O2 __K2MnO4 + __H2O Na segunda, K2MnO4 é convertido a KMnO4 por reação com Cℓ2: __K2MnO4 + __Cℓ2 __KMnO4 +__ KCℓ Que massa de Cℓ2 é necessária para produzir KMnO4, partindo- se de 10,0 g de MnO2? Resposta:4,08 g 6 – As equações abaixo mostram a obtenção de clorato de sódio (NaCℓO3), a partir do dióxido de manganês (MnO2): __MnO2 + __HCℓ __MnCℓ2 + __H2O + __Cℓ2 __Cℓ2 + __NaOH __NaCℓO3 + __NaCℓ + __H2O Determine a massa de MnO2, necessária à obtenção de 42,6 g de clorato de sódio. Resposta:104,4 g 7 – Deseja-se obter 15 toneladas de ferro metálico a partir de carvão, utilizando a seqüência de reações abaixo: __C + __O2 __CO __CO +__ Fe2O3 __Fe + __CO2 Qual a massa, em toneladas, de carvão consumida na produção de ferro? Resposta:4,82 toneladas 8 – A cebola ao ser cortada, desprende SO2, que, em contato com o ar, se transforma em SO3. Este gás, em contato com a água dos olhos, transforma-se em ácido sulfúrico, causando grande ardor e, conseqüentemente, as lágrimas. Estas reações estão representadas a seguir: __SO2 + __O2 __SO3 __SO3 + __H2O __H2SO4 Supondo que a cebola possua 0,1 mol de SO2 e o sistema esteja nas CNTP, determine a massa de ácido sulfúrico produzido. Resposta:9,8 g Reações com Reagentes com Impurezas Exemplo 1 – Considere 40 g de uma amostra de blenda com 90% de pureza de sulfeto de zinco. Determine a massa de sulfeto nessa amostra.Resposta: 36 g 2 – Deseja-se obter 113,5 L de gás carbônico, medidos nas CNTP, pela calcinação de calcário com 80% de pureza. Qual a massa de calcário necessária? Resposta: 625 g __CaCO3 __CaO + __CO2 3 – Uma amostra de 160 g de magnésio com 60 % de pureza reage com oxigênio, produzindo óxido de magnésio. Determine a massa de óxido de magnésio produzida. Resposta: 160 g __Mg + __O2 __MgO Exercícios 1 – Determine a massa de carbonato de carbonato de cálcio (CaCO3) presente em 60 g de uma amostra de calcário com 85 % de pureza em CaCO3. Resposta: 51 g 2 – Considere 145 g de uma amostra de pirita com 75 % de pureza em dissulfeto de ferro (FeS2). Calcule a massa de FeS2 presente nessa amostra. Resposta:108,75 g 3 – Uma amostra de galena apresenta 80 % de pureza em sulfeto de chumbo (PbS). Ache a massa de PbS contida em 320 g dessa amostra. Resposta: 256 g 4 – Qual a massa de fluoreto de cálcio (CaF2) presente em 780 g de uma amostra de fluorita com 92 % de pureza em CaF2. Resposta:717,6 g 5 – 480 g de uma amostra de NaCℓ revelam, por análise, 70 % de pureza. Calcule a massa de NaCℓ na amostra. Resposta:336 g 6 – 600 g de soda cáustica revelaram, por análise, 54 g de impurezas. Calcule o grau de pureza da amostra. Resposta:91 % 7 – Um químico submeteu 80 g de uma amostra de calcário à decomposição térmica e obteve 20 g de óxido de cálcio. Descubra o grau de pureza em carbonato de cálcio dessa amostra: Resposta:44,6 % __CaCO3 __ CaO + __CO2 8 – Foram submetidos 50 g de uma amostra de hematita a uma redução com carvão, obtendo-se 28 g de ferro. Determine o grau de pureza, em óxido de ferro, dessa hematita: Resposta: 80 % __Fe2O3 + __C __Fe + __CO2 9 – O sódio metálico reage com água, produzindo hidróxido de sódio. Calcule a massa de NaOH obtida a partir de 300 g de sódio com 80 % de pureza. Resposta: 240 g __Na + __H2O __NaOH + __H2 10 – Qual a massa de carbonato de cálcio, com 70 % de pureza, que deverá ser utilizada para a produção de 320 toneladas de óxido de cálcio? Resposta:815 toneladas __CaCO3 __ CaO + __CO2 11 – 144 g de alumínio impuro foram atacados com ácido sulfúrico, de acordo com a equação, não balanceada, __Aℓ + __H2SO4 __Aℓ2(SO4)3 + __H2 Sendo obtidos 12 g de hidrogênio. Calcule a porcentagem de pureza do alumínio analisado. Resposta: 75 % 12 – Uma amostra de óxido de cromo III contaminada com impureza inerte é reduzida com hidrogênio, de acordo com a seguinte equação: __Cr2O3 + __H2 __Cr + __H2O Qual o volume de H2, medido nas CNTP, necessário para reduzir 5,0 g de óxido de cromo III contendo 15 % de impurezas inertes? Resposta:1,89 L Reações com Rendimento Exemplo 1 – Calcule a massa, em gramas, deágua que se obtém na combustão de 42,5 g de amoníaco, sabendo que a reação apresenta um rendimento de 95 %. Resposta: 64,125 g __NH3 + __O2 __N2 + __H2O 2 – Determinar a massa, em gramas, de etanol necessária para obtermos 9,08 L de gás carbônico nas CNTP, através de uma combustão cujo rendimento é de 98 %. Resposta:9,39 g __C2H6O +__O2 __CO2 + __H2O Exercícios 1 – Foram submetidos 104 g de hidróxido de sódio à ação de ácido sulfúrico, obtendo-se 169,832 g de sulfato de sódio. Descubra qual foi o rendimento do processo. Resposta: 92 % __H2SO4 + __NaOH __Na2SO4 + __H2O 2 – Calcule a massa de óxido de cálcio produzida a partir da decomposição térmica de 300 g de carbonato de cálcio, com rendimento de 70 %: Resposta:117,6 g __CaCO3 __CaO + __CO2 3 – 98,1 g de zinco reagem com uma solução concentrada de hidróxido de sódio, produzindo 193,59 g de zincato de sódio (Na2ZnO2). Qual é o rendimento dessa reação? Resposta: 90 % __Zn + __NaOH __Na2ZnO2 + __H2 4 – No processo: __C(s) + __H2O(ℓ) __CO(g) + __H2(g), qual o volume da mistura gasosa, gás-d´água (CO + H2), nas CNTP, obtido a partir de 50 mol de carvão com 80 % de rendimento? Resposta: 1816 ℓ 5 – O aquecimento de 250 g de CaCO3 produziu 98 g de CaO. Calcule o rendimento da reação. Resposta: 70 % __CaCO3 __CaO + __CO2 6 – Qual o número de toneladas de ácido sulfúrico que pode ser produzido por dia, através de um processo que usa 6,4 toneladas por dia de SO2, com uma eficiência de conversão de 70 %? Resposta:6,86 toneladas __SO2 + __O2 + __H2O __H2SO4 7 – Suponha que você possua uma amostra de 58 g de pirolusita com 90 % de pureza em dióxido de manganês (MnO2). Que volume de cloro, nas CNTP, você obteria ao submeter essa amostra à ação de ácido clorídrico em excesso, com um rendimento de 95 %? Resposta:12,939 L __MnO2 + __HCℓ __MnCℓ2 + __H2O + __Cℓ2 8 – Uma amostra de magnesita com 70 % de pureza em MgCO3 foi submetida à decomposição térmica, obtendo-se 5,39125 L de CO2 nas CNTP, com um rendimento de 95 %. Calcule a massa da amostra de magnesita utilizada: Resposta: 30 g __MgCO3 __MgO + __CO2 9 – Um químico possui 156,25 g de um calcário. Submetendo-se à ação de ácido sulfúrico em excesso, obteve 27,8075 L de gás carbônico nas CNTP, com um rendimento de 98 %. Qual é o grau de pureza desse calcário? Resposta: 80 % __CaCO3 __CaO + __CO2 10 – Considere a síntese do dióxido de enxofre (SO2), descrita de acordo com a equação a seguir: __S(s) + __O2(g) __SO2(g) Se tivermos uma amostra de 64 g de enxofre (S), reagindo com quantidade suficiente de oxigênio, qual a massa de dióxido de enxofre formada, considerando-se um rendimento de 75 %? Resposta: 96 g 11 – A reação de análise do óxido de mercúrio II (HgO) produz mercúrio líquido (Hg) e oxigênio gasoso (O2), de acordo com a equação não balanceada: __HgO(s) __Hg(ℓ) + __O2(g) a) a massa aproximada de mercúrio, produzida quando usamos 43,4 g de óxido de mercúrio II com um rendimento de 87 %; Resposta: 34,97 g b) o número de mols, aproximado, de oxigênio, produzido quando usamos 43,4 g de óxido de mercúrio II com rendimento de 87 %. Resposta: 0,087 mol 12 – Se utilizarmos 4,8 kg de hematita (Fe2O3), quanto obteremos de ferro (Fe), em gramas, admitindo que a reação tenha um rendimento de 80 %? Desconsidere as impurezas do carbono. Resposta: 2688 g __Fe2O3 + __CO __Fe + __CO2 13 – Qual a quantidade de água (H2O) formada a partir de 10 g de hidrogênio (H2), sabendo-se que o rendimento da reação é de 80 %? Resposta: 72 g __H2(g) + __O2(g) __H2O(ℓ) 14 – 30 g de hidrogênio (H2) reagem com quantidade suficiente de nitrogênio (N2) de modo a fornecer 51 g de gás amônia (NH3). Determine o rendimento dessa reação. Resposta: 60 % __H2(g) + __N2(g) __NH3(g) 15 – A combustão de 24 g de grafite (C) ocorre com rendimento de 90 %. Calcule a massa de gás carbônico (CO2) produzida. Resposta: 88 g __C + __O2 __CO2 16 – A grafita pura é constituída essencialmente de carbono. Sua queima ocorre de acordo com a equação: __C + __O2 __CO2 a) Qual é o rendimento da reação, sabendo que a queima de 66 g de grafita pura produz 230 g de dióxido de carbono (CO2)? Resposta: 95 % b) Se o rendimento da reação fosse 80 %, quantos gramas de carbono seriam necessários para se obter 30 g de dióxido de carbono? Resposta: 10,23 g 17 – Reagindo-se hidrogênio (H2) com 40 g de oxigênio (O2), obtém-se água (H2O). Uma vez que o rendimento da reação é igual a 95 %, quantos gramas de água serão produzidos? Resposta: 42,75 g __H2(g) + __O2(g) __H2O(ℓ) 18 – Gás carbônico (CO2) é obtido pela decomposição de carbonato de cálcio (CaCO3) segundo a equação: __CaCO3(s) __CaO(s) + __CO2(g) Partindo-se de 4 mol de carbonato de cálcio obteve-se 158,4 g de gás carbônico. Qual o rendimento desta reação? Resposta: 90 % 19 – Considere a reação de salificação entre ácido nítrico (HNO3) e soda cáustica (NaOH): __HNO3(aq) + __NaOH(aq) __NaNO3(aq) + __H2O Admitindo que tenham sido empregados 64 g de soda cáustica e que a quantidade recolhida de nitrato de sódio (NaNO3) seja de 130 g, calcule o rendimento do processo. Resposta: 95 % 20 – Tratando o cloreto de cálcio (CaCℓ2) com ácido sulfúrico (H2SO4), obtemos: __CaCℓ2 + __H2SO4 __CaSO4 + __HCℓ Admitindo que o rendimento dessa reação seja de 90 %, calcule: a) a quantidade de sulfato de cálcio (CaSO4), em gramas, que é recolhida a partir de11,1 g de cloreto de cálcio; Resposta: 12,24 g b) a quantidade de cloreto de cálcio que deve ser empregada para que sejam recolhidos 18 g de sulfato de cálcio. Resposta: 16,3 g 21 – Na reação de 5,85 g de cloreto de sódio (NaCℓ) com nitrato de prata (AgNO3) suficiente foram recolhidos 13 g de precipitado: __NaCℓ(aq) + __AgNO3(aq) __AgCℓ(s) + __NaNO3(aq) Qual o rendimento da reação? Resposta: 90,6 % Reações com Reagente em Excesso Exemplo 1 – Em uma reação entre ácido sulfúrico e hidróxido de sódio, foram utilizados 294 g do ácido e 250 g da base. Determine: a) Qual a massa do reagente em excesso? Resposta:10 g de NaOH b) Qual a massa de sulfato de sódio (Na2SO4) produzida? Resposta:426 g __H2SO4 + __NaOH __Na2SO4 + __H2O 2 – Juntam-se em um recipiente, 3 mol de hidrogênio e 4 mol de cloro. Provocada a reação, obtêm-se gás clorídrico. Pergunta- se: a) Qual o reagente em excesso? Resposta: 1 mol de Cℓ2 b) Qual o volume de gás clorídrico obtido nas CNTP? Resposta: 136,2 L __H2 + __Cℓ2 __HCℓ Exercícios 1 – Misturam-se 16 g de hidróxido de sódio com 20 g de ácido sulfúrico. Calcule a massa de sulfato de sódio que se obtém ao ocorrer a reação: Resposta: 28,4 g __H2SO4 + __NaOH __Na2SO4 + __H2O 2 – Misturam-se 530 g de carbonato de sódio (Na2CO3) com 189,8 g de ácido clorídrico (HCℓ). Calcule a massa de água formada e o volume de gás carbônico que se forma nas CNTP: __Na2CO3 + __HCℓ __NaCℓ + __H2O + __CO2 Resposta:254,4 g e 59,02 ℓ 3 – Em uma reação, utilizam-se 5 mol de N2 e 17 mol de H2. Em relação a esta reação, determine: a) O número de mol do reagente em excesso; Resposta:2 mol b) O número de mols do produto da reação. Resposta: 10 mol __N2 + __H2 __ NH3 4 – Na reação: __C3H8 + __O2 __CO2 + __H2O foram misturados 4 mol de C3H8 e 15 mol de O2. Após a reação pede- se: a) o número de mols do reagente em excesso; Resposta:1 mol b) o volume de CO2, nas CNTP. Resposta:204,3 L 5 – Qual a massade água que se pode produzir a partir de 2 g de H2 e 4 g de O2? Resposta: 4,5 g 6 – Juntam-se 11,7 g de cloreto de sódio (NaCℓ) e 27,2 g de nitrato de prata (AgNO3), ambos em solução aquosa. Pede-se: a) o reagente em excesso; Resposta: NaCℓ b) a massa do reagente em excesso; Resposta: 2,34 g c) a massa do precipitado (AgCℓ) obtido. Resposta: 22,96 g __NaCℓ + __AgNO3 __AgCℓ + __NaNO3 7 – Em um recipiente, foram colocados 15,0 g de ferro e 4,8 g de oxigênio. Qual a massa de Fe2O3 formada, após um deles ter sido completamente consumido? Resposta:16 g __Fe +__ O2 __ Fe2O3 8 – Qual a massa de sulfato de sódio formada, quando se colocam para reagir 20 g de ácido sulfúrico e 16 g de hidróxido de sódio? Resposta:28,4 g __H2SO4 + __NaOH __Na2SO4 + __H2O
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