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QUÍMICA GERAL 1º semestre 2018 ANDRÉA PARDINI 3ª LISTA DE EXERCÍCIOS ESTRUTURA ATÔMICA/ESTEQUIOMETRIA 1) Calcule a massa molar dos compostos abaixo: a) H2O; b) CO2; c) H2SO4; d) NaOH; e) C3H8; f) CaCO3; g) Fe2O3; h) Na2CO3; i) BaCl2; j) Mg2SiO4; k) Ca(OH)2; l) (NH4)2Cr2O7. 2) Faça o balanceamento das equações abaixo, lembre-se de seguir a regra (Metais, Ametais, Carbono, Hidrogênio e Oxigênio): a) ___ Na2CO3 + ___ BaCl2 ___BaCO3 + ___ NaCl b) ___ Mg2SiO4 + ___ CO2 ___ MgCO3 + ___ SiO2 c) ___ CaC2 + ___H2O ___ Ca(OH)2 + ___ C2H2 d) ___ (NH4)2Cr2O7 ___ Cr2O3 + ___ N2 + ___ H2O e) ___ CH3NH2 + ___ O2 ___ CO2 + ___ N2 + ___ H2O 3) Creditam a Jan Baptist Van Helmont ter repudiado a ideia de as árvores ganharem suas massas do solo. Em um experimento realizado em 1648, ele cultivou um salgueiro em um vaso com a quantidade de solo mantida constante. Depois de cinco anos, a árvore ganhou aproximadamente 74kg. Embora Van Helmont tenha concluído que a massa ganha era da água e não do solo, sabemos atualmente que é do gás carbônico e da água obtidos através da fotossíntese. Escreva uma equação simplificada e devidamente balanceada para o processo global da fotossíntese, considere que serão produzidos C6H12O6 (glicose) e O2 (gás oxigênio). 4) Um explosivo cuja fórmula química é C3H6N6O6 (1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinano, ou RDX - Demolição Real eXplosiva) produz água, dióxido de carbono e nitrogênio (todos em estado gasoso) quando detonado em oxigênio. Escreva a equação química para a reação de detonação desse explosivo. 5) Faça o balanceamento das seguintes equações, a) Reação para produzir o fertilizante “superfosfato”: ___ Ca3(PO4)2(s) + ___ H2SO4(aq) ___ Ca(H2PO4)2(aq) + ___ CaSO4(s) b) Reação para produzir o diborano, B2H6: ___ NaBH4(s) + ___ H2SO4(aq) ___ B2H6(g) + ___ H2(g) + ___ Na2SO4(aq) c) Reação para produzir tungstênio metálico à partir do óxido de tungstênio (VI): ___ WO3(s) + ___ H2(g) ___ W(s) + ___ H2O(l) d) Decomposição do dicromato de amônio: ___ (NH4)2Cr2O7(s) ___ N2(g) + ___ H2O(l) + ___ Cr2O3(s) 6) Se um típico grão de areia ocupa um volume de 1,3x10-4cm3, qual será o volume, em cm3, ocupado por um mol de areia (ignorando o espaço entre os grãos)? Expresse seu resultado em cm3, mL e em L. 7) Os air bags dos automóveis são bolsas feitas de um material bastante reforçado, geralmente náilon (polímero), que é bem resistente. No interior dessa bolsa há uma mistura de reagentes: azida de sódio (NaN3), nitrato de potássio (KNO3) e dióxido de silício (SiO2), comumente conhecido como sílica. No momento da colisão, sensores localizados em pontos estratégicos do carro detectam a forte desaceleração do veículo e são acionados, emitindo sinais para uma unidade de controle. Essa unidade checa qual sensor foi atingido e assim aciona o air bag mais adequado. O sensor é ligado a um filamento que fica em contato com uma pastilha de azida de sódio, dentro do air bag. Ele emite então uma faísca ou descarga elétrica, que aquece a pastilha, fornecendo a energia de ativação necessária para dar início à reação de oxirredução que libera grande quantidade de gás nitrogênio (N2), mostrada a seguir: 1ª ETAPA 2 NaN3(s) 2 Na(s) + 3 N2(g) A formação do gás nitrogênio se dá em alta velocidade, o que faz com que a bolsa seja inflada em fração de segundo. No entanto, o sódio metálico produzido é um composto muito reativo e, portanto, precisa ser inativado. É para isso que serve o nitrato de potássio presente na bolsa: 2ª ETAPA 10 Na(s) + 2 KNO3(s) K2O(s) + 5 Na2O(s) + N2(g) Observe que é formado mais gás nitrogênio. No entanto, os óxidos produzidos podem interferir no meio ambiente e na vida das pessoas, pois trazem uma série de riscos. Em razão disso, eles entram em contato com o terceiro reagente presente no air bag, o dióxido de silício, que é a sílica; e como produtos são formados silicatos alcalinos, que são uma espécie de vidro em pó: 3ª ETAPA K2O(s) + 5 Na2O(s) + SiO2(s) silicato alcalino (“vidro”) São dados: ✓ Volume molar dos gases nas CNTP = 22,4L ✓ NaN3 Massa molar = 65,0099g/mol Densidade = 1,85g/cm3 ✓ Na Massa molar = 22,9898g/mol ✓ N2 Massa molar = 28,0134g/mol ✓ SiO2 Massa molar = 60,08g/mol ✓ KNO3 Massa molar = 101,1032g/mol Considerando que a pastilha de azida de sódio tenha massa de 1,95g e que as reações ocorram nas CNTP, com 100% de rendimento, calcule: a) o volume TOTAL de gás nitrogênio produzido; b) a massa de sódio metálico, Na, produzida; c) a massa de nitrato de potássio necessária para a completa reação do sódio metálico produzido; d) a massa total dos óxidos de sódio e potássio produzidos. 8) (UFSCar-adaptada) A cal viva, CaO (massa molar = 56,0774g/mol), é um material utilizado no preparo de argamassas para construção civil, em pinturas de baixo custo para muros (caiação), bem como em jardinagem. Ao preparar o material para pintura de caules de árvores, um jardineiro misturou, sob agitação, 28kg de CaO com água em excesso, realizando uma reação química. A reação da cal viva com água resulta na formação da cal extinta, hidróxido de cálcio, Ca(OH)2 (massa molar = 74,093g/mol). Calcule: a) a quantidade máxima (considerar rendimento de 100%) de cal extinta obtida, em kg; b) a quantidade de água necessária à reação dos 28kg de óxido de cálcio (considerar rendimento de 100%). c) a quantidade de produto formada, levando em consideração que a reação tenha rendimento igual a 85%. 9) O processo de Solvay é importante na produção comercial do carbonato de sódio, Na2CO3 (massa molar 105,9888g/mol), usado na fabricação de muitos vidros. A última etapa no processo, representado na equação química abaixo, é a conversão do NaHCO3, bicarbonato de sódio, (massa molar 84,007g/mol) em Na2CO3, carbonato de sódio, por meio de aquecimento. 2NaHCO3(s) ∆ → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) Em experimento de laboratório, um estudante aqueceu 42,0g de bicarbonato de sódio e determinou que foram formados 22,3g de carbonato de sódio. Determine o rendimento da reação.