Lista de estequiometria - ufmg

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS – UFMG 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS – ICEx 
Departamento de Química – Setor de Química Inorgânica 
Tópico D – Reações em Solução Aquosa e 
Estequiometria – Química Geral 
 
 
Questão 01. Uma amostra pesando 1,2680 g do carbonato de um metal M de fórmula MCO3, reage 
com 100,00 mL de H2SO4 0,1083 mol L-1, segundo a reação representada pela Equação 1. O gás 
CO2(g) é removido e o excesso de H2SO4 é neutralizado com 71,02 mL de uma solução aquosa de 
NaOH cuja concentração é de 0,1241 mol L-1 (representada pela Equação 2). 
 
H2SO4(aq) + MCO3(s) → MSO4(aq) + H2O(l) + CO2(g) Equação 1 
H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + 2 H2O(l) Equação 2 
 
Calcule a massa molar do metal M e o identifique. Escreva equações iônicas simplificadas que 
representem os processos das equações 1 e 2. 
 
Questão 02. O etanol, C2H6O, pode ser obtido a partir da sacarose, C12H22O11, contida em matérias 
primas como a cana de açúcar, segundo a reação representada abaixo: 
 
C12H22O11(s) + H2O(l) → 4 C2H6O(l) + 4CO2(g) 
 
A cana de açúcar contém 20% em massa de sacarose. Para a produção de etanol foi utilizado 2190 g 
de cana de açúcar e 30 mL de água. 
 
a) Defina reagente limitante e indique o reagente limitante da reação nas condições acima descritas. 
b) Qual é a quantidade máxima de etanol (em quantidade de matéria) que pode ser produzida? 
c) Defina rendimento percentual de reação e calcule-o para a reação do problema quando são 
produzidos 167 g de etanol. 
Dado: densidade da água = 1,0 g mL-1. 
 
Questão 03. Uma solução aquosa (1,00 L) contém 10,0 g de NaCl, 6,00 x 10-1 mol de KNO3 e uma 
quantidade desconhecida de Pb(NO3)2. A essa solução são adicionados 818,2 mL de solução aquosa 
de NaOH (d = 1,087 g mL-1 e 8,00% de NaOH em massa) para reagir com o Pb(NO3)2 de forma 
completa e estequiométrica, formando hidróxido de chumbo(II) sólido. 
 
a) Escreva a equação química que representa a reação de precipitação descrita e calcule a 
concentração de Pb(NO3)2, em mol L-1, na solução aquosa inicial. 
b) Calcule a fração em quantidade de matéria do NaCl na solução aquosa inicial, sabendo que a 
densidade da solução é 1,005 g mL-1. 
c) Calcule a massa de Pb(OH)2 produzida na reação. 
Obs.: O NaCl e o KNO3 não reagem com NaOH. 
 
Questão 04. Calcule a concentração em quantidade de matéria (mol L-1) de uma solução de ácido 
acético (H3CCOOH), sabendo que ela foi preparada a partir da diluição de 1,00 mL de ácido acético 
glacial completados até 100,00 mL com água destilada. O ácido acético glacial tem concentração de 
99,7 % m/m e sua densidade é de 1,05 g/mL. 
 
Questão 05. Balanceie as equações abaixo indicando a semi-equação de redução, a semi-equação 
de oxidação e a equação global. 
 
a) H2C2O2(aq) + MnO4‒(aq) → Mn2+(aq) + CO2(g) (meio ácido) 
b) HCHO(aq) + Ag+(aq) → Ag(s) + HCO2H(aq) (meio ácido) 
c) Zn(s) + VO3‒(aq) → V3+(aq) + Zn2+(aq) (meio ácido) 
d) SnO22‒(aq) + Bi(OH)3(s) → Bi(s) + SnO3(aq) (meio básico) 
e) ClO‒(aq) + CrO2‒(aq) → Cl‒(aq) + CrO42‒(aq) (meio básico) 
f) Br2(aq) → Br‒(aq) + BrO3‒(aq) (meio básico) 
g) CrO2−(aq) + S2O82−(aq) → CrO4−(aq) + SO42−(aq) (meio básico) 
h) H2SeO3(aq) + H2S(g) → S(s) + Se(s) (meio ácido) 
i) Au(s) + SeO42‒(aq) → Au3+(aq) + SeO32‒(aq) (meio ácido) 
j) N2H4(g) + ClO3‒(aq) → NO(g) + Cl‒(aq) (meio básico) 
 
Questão 06. Considere a combustão completa de gordura sólida (C57H110O6). Escreva uma equação 
química que represente a reação de combustão da gordura. Determine o volume de oxigênio, a 
20,00oC e 760,0 torr, necessário para reagir com 1,000 kg de gordura. Se uma solução aquosa de 
NaOH (8,000 mol L-1) é usada para reagir com o dióxido de carbono gerado na reação anterior, 
determine o volume mínimo desta solução (em mililitros) necessário para reagir com todo o gás gerado. 
 
Questão 07. A aspirina (C9H8O4) é produzida a partir do ácido salicílico (C7H6O3) e do anidrido acético 
(C4H6O3, 98,00% m/m, 1,081 g/mL), conforme a equação representada abaixo. 
 
C7H6O3(s) + C4H6O3(l) → C9H8O4(s) + HC2H3O2(l) 
 
Considere que 185,0 kg de ácido salicílico reajam com 125 litros de anidrido acético. Indique o reagente 
limitante e o reagente em excesso. Calcule o rendimento teórico de aspirina. Se a situação descrita 
anteriormente produz 182,0 kg de aspirina, qual é o rendimento percentual da reação? 
 
Questão 08. Um método para preparação de gás hidrogênio (H2) em laboratório, usa a reação entre o 
zinco sólido (Zn) e uma solução aquosa de cloreto de hidrogênio (HCl). O cloreto de zinco (ZnCl2) é 
um composto iônico solúvel em água, gerado como subproduto. 
 
a) Escreva uma equação química que represente a reação descrita para obtenção do gás hidrogênio. 
Também escreva uma equação iônica simplificada que represente esse processo. 
 
b) Determine a massa de zinco necessária para gerar 120 L de gás hidrogênio a 760 torr e 20,00C. 
 
Questão 09. O metanol líquido é um combustível de “queima limpa”, que pode ser obtido a partir da 
reação entre o monóxido de carbono (CO) e hidrogênio (H2), ambos gasosos. Usando-se uma mistura 
de 12,00 gramas de hidrogênio e 74,50 g de monóxido de carbono, indique qual é o reagente limitante. 
Qual a massa do reagente em excesso depois da reação completada? Qual a produção esperada de 
metanol? 
 
Questão 10. O sulfeto de sódio é utilizado em curtumes para remover o pelo das peles. Esse composto 
é um dos responsáveis pelo cheiro desagradável dos curtumes. O sulfeto de sódio pode ser preparado 
por meio da reação entre sulfato de sódio anidro e carbono, ambos no estado sólido. Um dos 
subprodutos da reação é o monóxido de carbono gasoso. Suponha que você misture 15,00 g de sulfato 
de sódio e 7,500 g de carbono. 
a) Escreva a equação química que representa a reação para obtenção do sulfeto de sódio. 
b) Qual é o reagente que está em excesso? Qual é a quantidade percentual do excesso? 
c) Calcule a massa de sulfeto de sódio produzida, sabendo-se que o rendimento da reação é de 80%. 
 
Questão 11. Um caminhão tanque carregando 5,0 x 103 kg de solução de ácido sulfúrico concentrado 
tomba e derrama sua carga. Se o ácido sulfúrico é 95% em massa e tem d= 1,84 g mL−1, quantos kg 
de carbonato de sódio devem ser adicionados para neutralizar o ácido? Escreva uma equação química 
que represente a reação de neutralização. 
 
Questão 12. Uma amostra de 5,53 g de hidróxido de magnésio é adicionada a 25,0 mL de uma solução 
0,200 mol L−1 de ácido nítrico. 
 
a) Escreva a equação química balanceada que representa a reação ocorrida. 
b) Por meio de cálculos, indique qual é o reagente limitante da reação. 
c) Qual é a concentração em quantidade de matéria de hidróxido de magnésio, ácido nítrico e nitrato 
de magnésio presentes após o término da reação? 
 
Questão 13. Pequenas quantidades de gás cloro (Cl2) podem ser geradas em laboratório pela reação 
do óxido de manganês(IV) sólido com solução aquosa de ácido clorídrico. Além do cloro, forma-se 
água líquida e cloreto de manganês(II) em solução. Dados: Massas molares (g mol-1): Cl = 35,453, Mn 
= 54,938, H = 1,0079, O = 15,9994. 
 
a) Escreva a equação química e a equação iônica simplificada que representam o processo descrito. 
b) Determine a massa de Cl2 que pode ser gerada a partir de 42,70 g do óxido de manganês(IV). 
c) Calcule o volume de Cl2 (densidade 3,170 g L-1) que seria produzido pela reação entre 300,0 mL de 
uma solução de ácido clorídrico 0,1000 mol L-1 com excesso do óxido de manganês(IV). 
d) Supondo que 150,0 mL de Cl2 foram gerados no item anterior (c), determine o rendimento percentual 
da reação. 
 
Questão 14. Uma amostra de minério de ferro é dissolvida em meio ácido e o ferro é convertido a Fe2+. 
A amostra é titulada com 47,20 mL de solução aquosa 0,02240 mol L−1 de MnO4−. A reação de 
oxirredução queocorre durante a titulação gera íons Fe3+ e Mn2+ em solução. 
 
a) Escreva a equação química que representa a reação ocorrida no processo de titulação. 
b) Qual foi a quantidade de matéria de MnO4− adicionada à amostra? 
c) Qual é a quantidade de matéria de Fe2+ existente na amostra? 
d) Qual a massa (em gramas) de ferro presente na amostra? 
e) Se a amostra tinha uma massa de 0,8890 g, qual é a quantidade percentual de ferro na amostra? 
 
Questão 15. Uma amostra de hidróxido de cálcio é agitada em água a 300C até que o máximo possível 
do sólido seja solubilizado. Retirou-se uma amostra de 100 mL dessa solução e titulou-se com ácido 
bromídrico 5,00  10−2 mol L−1. São necessários 48,8 mL da solução ácida para a neutralização. Qual 
é a concentração em quantidade de matéria da solução de hidróxido de cálcio? Qual é a solubilidade 
do hidróxido de cálcio a 300C em gramas por 100 mL de solução? 
 
Questão 16. A combustão da amônia gasosa produz N2(g) e H2O(g). Qual o volume de amônia e 
oxigênio (em L) necessário para se produzir 325,4 g de nitrogênio, a uma temperatura de 27,00 ºC e 
pressão de 980 mm de Hg? Considere que o oxigênio deve ser usado com excesso de 36,23% e que 
a reação tem um rendimento de apenas 28,97%. 
 
Questão 17. O acetileno pode ser obtido a partir da reação do carbeto de cálcio conforme representado 
pela equação não balanceada a seguir: 
 
CaC2(s) + H2O(l) → C2H2(g) + Ca(OH)2(s) 
 
A reação foi realizada com 1,25 × 10-4 kg de CaC2 e 1,41 × 10-4 kg de água. Sabendo que a pureza 
do CaC2 é de 98,76% e que a reação tem um rendimento de 83,56%, pergunta-se: 
 
a) qual é o reagente em excesso? 
b) qual é a massa e a porcentagem do reagente em excesso? 
c) qual é a massa e o volume de acetileno produzido na CNTP? 
d) qual é a massa de Ca(OH)2 obtida? 
 
Questão 18. Uma solução aquosa de ácido perclórico (HClO4, M = 100,5 g mol-1) tem densidade de 
1,670 g mL-1 e é 70,00 % em massa. 
 
a) Calcule a concentração em quantidade de matéria (mol L-1) e mássica (g L-1) dessa solução. 
b) 100,0 mL dessa solução aquosa de HClO4 são misturados com 250,0 mL de solução aquosa de 
cloreto de potássio (KCl, M = 74,55 g mol-1) cuja concentração em quantidade de matéria é 6,120 mol 
L-1. Os produtos gerados são perclorato de potássio sólido (KClO4, M = 138,5 g mol-1) e ácido clorídrico 
em solução. 
c) Escreva a equação molecular e a equação iônica simplificada que representam a reação descrita 
acima (item b). 
d) Por meio de cálculos, indique o reagente limitante e o reagente em excesso. Calcule o rendimento 
percentual da reação sabendo que foram gerados 150,0 de perclorato de potássio. 
 
Questão 19. 200 mL de uma solução aquosa de cloreto de bário (BaCl2) são misturados com 300 mL 
de solução aquosa de sulfito de potássio (K2SO3). Os produtos gerados são sulfito de bário sólido e 
um sal solúvel em água. 
 
a) Escreva a equação molecular que representa o processo descrito. 
b) Escreva a equação iônica simplificada que representa o processo descrito. 
c) Sabendo que a concentração em quantidade de matéria das soluções de BaCl2 e K2SO3 são 0,250 
mol L-1 e 0,200 mol L-1, respectivamente, e que foram obtidos 9,223 g de sulfito de bário, calcule o 
rendimento da reação.