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QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA – PROFESSOR CÍCERO Exercícios Básicos 1ª) Em cada caso seguinte, decida se a propriedade destacada representa uma propriedade física ou química: a) A cor normal do bromo é um vermelho-alaranjado; b) O ferro se transforma em ferrugem na presença de ar e água; c) A dinamite pode explodir; d) A densidade do urânio metálico é 19,07 g/mL; e) O alumínio metálico funde a 933 K. 2ª) Um jovem decide fazer um fogo com alguns galhos secos que estavam no solo. A madeira aquece o ambiente, mas antes de dormir ele apaga a fogueira com água fria colhida no riacho. O contato da água com o carvão quente promove a evolução de vapor d’água. Descreva as mudanças físicas e químicas desse episódio. 3ª) O etilenoglicol, C2H6O2, aditivo de radiadores, possui densidade de 1,1135 g/cm 3 a 20 o C. Se você precisa de 500 mL do líquido, qual a massa necessária do composto em gramas? E em kilogramas? 4ª) Uma medalha de prata tem massa de 2,365 g. Se a densidade da prata é 10,5 g/cm 3 , qual o volume da medalha? 5ª) Um composto líquido que será usado em uma reação química custa 2,41 reais por mililitros. Sabendo que a sua densidade é 0,718 g/cm 3 , quanto custará ao laboratório 2,0 g do composto? 6ª) Uma proveta, mede volumes, contém 7,0 mL de água. Quando 37,5 g de amostra de metal desconhecido é colocada nessa água, o nível d’água é deslocado para 21 mL. Que metal, entre os seguinte, constitui a amostra? a) Magnésio, Mg (d = 1,74 g/cm3); b) Ferro, Fe (d = 7,87 g/cm3); c) Prata, Ag (d = 10,50 g/cm3); d) Alumínio, Al (d = 2,70 g/cm3); e) Cobre, Cu (d = 8,96 g/cm3); f) Chumbo, Pb (d = 11,30 g/cm3); 7ª) O neônio, muito usado como gás nos letreiros luminosos, tem ponto de fusão a - 248,6 o C e ponto de ebulição a -246,10 o C. Converta essas temperaturas em graus Fahrenheit e kelvin. 8ª) A cisplatina, droga contra o câncer, contém 65,0 % de platina. Se você recolher 1,53 g da droga, quantos gramas de platina poderão ser recuperados? 9ª) Você dispõe de proveta de 100 ml que contém 50 mL de água. Dentro dela coloca-se uma amostra de latão de 154 g mergulha inteiramente na água. Sabendo que a densidade do latão é 8,56 g/cm 3 que altura o nível da água deve alcançar na proveta? 10ª) Dê o número de massa de cada um dos seguintes átomos: a) Berílio, com 5 nêutrons; b) Titânio, com 26 nêutrons; c) Gálio, com 39 nêutrons; Sódio, com 12 nêutrons. Atenção: o aluno deve consultar a tabela periódica. 11ª) Quantos elétrons, prótons e nêutrons existem nos átomos de: a) cálcio 40, 40 Ca; b) estanho 119, 119 Sn; a) Plutônio 244, 244 Pu; 12ª) O elemento Lítio possui dois isótopos de massas 6,015 u.m.a. e 7,016 u.m.a. e abundâncias 7,50 % e 92,50 %, respectivamente. Qual a massa atômica do lítio? 13ª) O cobre tem dois isótopos naturais e estáveis, 63 Cu e 65 Cu, cujas massas são 62,9396 u.m.a. e 64,9278 u.m.a.. Se a massa do cobre vale 63,546 u.m.a., calcular as abundâncias percentuais destes isótopos do cobre. 14ª) Calcular o número de gramas em: a) 2,5 moles de boro; b) 0,0015 mol de oxigênio; c) 1,25 x 10 -3 mol de ferro; e d) 653 moles de hélio. 15ª) Converter em número de moles os seguintes valores de massas: a) 127,08 g de cobre; b) 16,75 g de alumínio; c) 1,54 g de P; d) 0,0034 g de Pt. 16ª) Quantos átomos existem em 50,4 g de sódio e em 0,00789 g de criptônio? 17ª) Em um recipiente contém a seguinte mistura gasosa: 1,0 g do gás hidrogênio, H2; 8,0 g do gás oxigênio,O2; 0,5 mol de vapor d’água, H2O; e 0,3 mol de gás carbônico, CO2. Responda: a) Quantos tipos de átomos e compostos estão presentes; b) Quantos átomos de hidrogênio e oxigênios existem na mistura. 18ª) A partir das seguintes fórmulas moleculares, determine a massa moléculas dos seguintes compostos: a) Ácido nítrico, HNO3; d) Ácido Fosfórico, H3PO4; b) Ácido carbônico, H2CO3; e) Bicarbonato de cálcio, Ca(HCO3)2; c) Ácido sulfúrico, H2SO4; f) Bicarbonato de sódio, NaHCO3; 19ª) A partir da fórmula molecular dos compostos relacionados acima, expresse a formula percentual de cada composto. 20ª) Encontre o percentual de arsênio em um polímero que possui a fórmula empírica C2H8AsB. Consultar massas atômicas na tabela periódica. 21ª) Determine a fórmula mais simples de um composto que tem a seguinte composição: Cr = 26,52 %, S = 24,52 % e O = 48,96 %. 22ª) A análise química de um composto resultou em 47,37 % de carbono, 10,59 % de hidrogênio e o restante em oxigênio. Qual a fórmula empírica do composto? 23ª) Represente a fórmula estrutural de um aldeído que possui 55,8 % de carbono, 7,0 % de hidrogênio e o restante de sua massa de oxigênio, sabendo que a sua massa molar é de 86g/mol. 24ª) Uma amostra de 10,00 g um minério bruto, com impurezas, contém 2,80 2,80 g de sulfeto de mercúrio (HgS). Qual é a percentagem de mercúrio no minério bruto? 25ª) Quantos gramas de fósforo está contido em 5,00 g do composto Ca3(PO4)2? 26ª) Uma amostra de 1,500 g de composto contendo somente C, H e O foi queimada completamente, resultando em 1,738 g de CO2 e 0,711 g de H2O. Qual é a fórmula empírica deste composto? 27ª) Expresse o conteúdo percentual de nitrogênio nos compostos: a) Nitrato de amônio, NH4NO3; b) Sulfato de amônio, (NH4)2SO4; c) Amônia, NH3 Exercícios 2 – Estequiometria 1ª) Efetue o balanceamentos das seguintes equações químicas: a) C3H8(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l) b) TiO2(s) + Cl2(g) + C(s) → CO2(g) + TiCl2(l) c) CO(g) + H2(g) → CH3OH(l) d) S8(g) + O2(g) → SO2(g) 2ª) Qual a relação em massa, em gramas, considerando o balanceamento das equações e as massas moleculares dos compostos envolvidos, pode ser obtido com as equações da primeira questão? 3ª) Quantos gramas de oxigênio molecular são necessários para reagir com 25,0 g de enxofre elementar, segunda a equação (d) da primeira questão? Quantos gramas de SO2 são obtidos? 4ª) A produção de dióxido de carbono, CO2, pode ser obtido a partir da combustão do carbono segunda a equação seguinte: C(grafite) + O2(g) → CO2(g) Qual a produção de dióxido de carbono a partir de 18,75 g de carbono na presença de excesso de gás oxigênio? Na presença de 50,0 g? e na presença de 40,0 g de oxigênio? 5ª) Que massas de Galio (Ga) e Arsênio (As), em gramas, são necessários para se preparar 1,45 g do arseneto de gálio, GaAs, material semicondutor? 6ª) O alumínio sólido, Al, reage com o oxigênio gasoso, O2, para dar o óxido de alumínio sólido, Al2O3. Dispondo de 6,0 mol de alumínio, quantos moles de oxigênio serão necessários para completar a reação? Quantos gramas do óxido serão produzidos? Extras Exercícios 1) Um modo de remover NO das emissões das chaminés é através da reação com amônia: NH3(g) + NO(g) → N2(g) + H2O(l). a) Calcule a massa de N2 produzida a partir de 1,25 mol de NO; b) Calcule a massa de NH3 necessária para reagir com 45 g de NO. 2) Um vinho comercial contém cerca de 9,7% de álcool etílico por massa. Suponha que 1,21 Kg de vinho sejam produzidos pela reação de fermentação da glicose, C6H12O6(aq) → C2H5OH(l) + CO2(g), a) Calcule a massa de glicose necessária para produzir o álcool etílico no vinho. 3) Um certo tipo de óleo cru queimado em usinas geradoras de eletricidade contém cerca de 1,2% de enxofre em massa. Quando o óleo queima, o enxofre forma dióxido de enxofre gasoso pela reação: S(s) + O2(g) → SO2(g). Sabendo disso, quantos litros de SO2 (d = 2,60 g/L) são produzidos quando 1,0 kg de óleo é queimado? 4) Deseja-se preparar 100,0 g de acetileno pela reação: CaC2(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(s) + C2H2(g). Quantos gramas de CaC2 (carbeto de cálcio)e de água são necessários? 5) A amônia é produzida industrialmente pela reação entre nitrogênio e hidrogênio gasoso: N2(g) + H2(g) → NH3(g). Quantos gramas de amônia podem ser produzidos a partir de 5,47 x 10 24 moléculas de H2? 6) O superóxido de potássio, KO2, é usado em máscaras de respiração para gerar oxigênio conforme a reação KO2(s) + H2O(l) → KOH(s) + O2(g). Se o vaso de reação contiver 0,15 mol de KO2 e 0,10 mol de H2O, qual o reagente limitante? Quantos moles de oxigênio podem ser produzidos? 7) O dióxido de enxofre reage com oxigênio molecular gasoso sob condições apropriadas para formar trióxido de enxofre. Determine o maior número de moléculas de SO3 que podem ser produzidas a partir de 185 moléculas de SO2 e 381 moléculas de O2. 8) O titânio, usado em motores e estruturas de aviões, pode ser obtido a partir do tetracloreto de titânio, que por sua vez, é obtido do dióxido de titânio pela reação: TiO2(s) + C(s) + Cl2(g) → TiCl4(s) + CO2(g) + CO(g). Um recipiente contém 4,15 g de TiO2, 5,67 g de C e 6,78 g de Cl2. Suponha que a reação se complete conforme a equação acima. Quantos gramas de tetracloreto de titânio podem ser obtidos? 9) O metanol é combustível de queima limpa e fácil de manusear. Pode ser preparado pela reação direta entre o CO e o H2 (que se obtém pela reação entre o vapor de água e o carvão, a quente). Baseando-se na equação, CO(g) + H2(g) → CH3OH(l) e num sistema contendo 12,0 g de hidrogênio e 74,5 g de CO, responda: a) qual o reagente limitante? b) Que massa (em gramas) do reagente em excesso resta depois da reação completar-se? Qual a produção teórica do metanol? 10) A aspirina (ácido acetilsalicílico) é preparada pelo aquecimento do ácido salicílico, C7H6O3, com o anidrido acético, C4H6O3. O outro produto da reação é o ácido acético. C7H6O3 + C4H6O3 → C9H8O4 + C2H4O2. Qual a produção teórica (em gramas) da aspirina quando se aquecem 2,00 g de ácido salicílico com 4,00 g de anidrido acético? Se a produção real da aspirina for 2,10 g, qual o rendimento percentual? 11) As chamas do oxiacetileno são usadas para soldas, atingindo temperaturas próximas a 2000 o C. Estas temperaturas são devidas à combustão do acetileno com o oxigênio: C2H2(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g). Partindo-se de 125 g de ambos, qual é o reagente limitante? Se forem formados 22,5 g de água, qual é o rendimento percentual? 12) No processo Ostwald, o ácido nítrico é produzido, a partir da amônia, por um processo em três etapas: Etapa 1: 4 NH3(g) + 5 O2(g) → 4 NO(g) + 6 H2O(g) Etapa 2: 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g) Etapa 3: 3 NO2(g) + H2O(g) → 2 HNO3(aq) + NO(g) Supondo um rendimento de 82% em cada etapa, quantos gra→→mas de ácido nítrico podem ser fabricados a partir de 1,00 x 10 4 g de amônia? 13) Uma amostra de cocaína (C17H21O4N) é diluída com açúcar, C12H22O11. Quando uma amostra de 1,00 mg desta mistura é queimada, são formados 2,00 mg de CO2. Qual é a porcentagem de cocaína na mistura? C17H21O4N + O2 → CO2 + H2O + NO2. 14) A reação entre o zinco e o cloro foi usada como base de bateria de automóvel: Zn(s) + Cl2(g) → ZnCl2(s). Qual a produção teórica, no ZnCl2, quando 35,5 g de zinco reagem com cloro em excesso? Se forem obtidos apenas 65,2 g de cloreto de zinco, qual o rendimento percentual neste composto? 15) Numa reação entre o metano, CH4, e cloro, Cl2, podem ser formados quatro produtos: CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3 e CCl4. suponha que 20,8 g de metano reagiram com cloro em excesso e produziram 5,0 g de CH3Cl, 25,5 g de CH2Cl2 e 59,0 g de CHCl3. Todo o CH4 reagiu. a) Quantos gramas de CCl4 foram formados? b) Qual o rendimento percentual do CCl4?