CADERNO 20

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10 EXERCÍCIOS - ESTEQUIOMETRIAL 
INDUSTRIAL 
 
PROFESSOR DSc. 
ALEXANDRE VARGAS 
GRILLO 
 
 
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APRESENTAÇÃO DO AUTOR 
 
Alexandre Vargas Grillo é graduado em Engenharia Química pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro 
(PUC-Rio), Pós-Graduado em Licenciatura de Ensino Fundamental e Médio pela Química (UCAM – Universidade 
Cândido Mendes). Mestre e Doutor em Engenharia de Materiais e Processos Químicos e Metalúrgicos também pela 
PUC-Rio. Atualmente atua como Professor do Instituto Federal do Rio de Janeiro – IFRJ – Campus Nilópolis. Leciona 
também em turmas de alto nível (IME-ITA-OLIMPÍADAS) a mais de vinte anos. 
Na pesquisa atua na área da Engenharia de Processos Químicos e Metalúrgicos em Síntese de nanopartículas, além de 
atuar na Química, mais especificamente na Físico-Química em Nanotecnologia. Autor de inúmeras obras destinada à 
Olimpíada, concursos de alto nível (IME-ITA), graduação e pós-graduação. Atua como professor colaborador em 
pesquisas na área de Síntese de Nanopartículas pelo Departamento de Engenharia Química e de Materiais – PUC-Rio. 
É membro da coordenação de Olimpíadas de Química do Rio de Janeiro – OQRJ e das turmas Olímpicas de Química 
do IFRJ – Campus Nilópolis. 
 
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Questão 181 – (OLIMPÍADA MINEIRA DE QUÍMICA) A um paciente, o qual se queixava de dor de cabeça, foi receitado metamizol sódico (ou 
dipirona sódica), em uma sondagem de 250 mg, a cada 6 horas. A fórmula estrutural deste analgésico é dada abaixo: 
 
A quantidade de matéria do analgésico ingerida pelo paciente por dia é igual a: 
a) 0,015 mol 
b) 0,0015 mol 
c) 0,003 mol 
d) 0,03 mol 
 
Resolução: Alternativa C. 
1 dia ---------- 24 horas ----------- massa 
 6 horas ------------- 250 mg 
massa = 1000 mg 
 
Fórmula molecular do metamizol sódico e sua massa molar: C13H16O4N3SNa (<MM> = 333 g.mol-1) 
1 mol ---------- 333 gramas 
X --------------- 1 grama 
X = 0,0030 mol 
Questão 182 – (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) A pirita (FeS2) é um minério de ferro conhecido como ouro de tolo em face de sua 
aparência. Quando queimada na presença de oxigênio do ar, a pirita é convertida nos óxidos Fe2O3 e SO2. O ferro é então obtido do óxido de ferro em 
um alto forno. A massa de ferro (em kg) que pode ser obtida a partir de 1 tonelada de pirita de pureza igual a 95% está entre: 
a) 200 e 300 kg 
b) 300 e 350 kg 
c) 350 e 400 kg 
d) 400 e 450 kg 
e) 450 3 500 kg 
 
Resolução: Alternativa D. 
Equação química I: 2 FeS2(s) + 11/2 O2(g) → Fe2O3(s) + 4 SO2(g) 
 
Equação química II: Fe2O3(s) → 2 Fe(s) + 3/2 O2(g) 
 
Somando as duas reações químicas, temos: 
2 FeS2(s) + 11/2 O2(g) → Fe2O3(s) + 4 SO2(g) 
Fe2O3(s) → 2 Fe(s) + 3/2 O2(g) + 
 2 FeS2(s) + 4 O2(g) → 2 Fe(s) + 4 SO2(g) 
 
Massa de pirita puro = 1 t x 0,95 = 0,95 toneladas 
 
2 FeS2(s) + 4 O2(g) → 2 Fe(s) + 4 SO2(g) 
240 gramas ------------- 112 gramas 
0,95 toneladas ---------- mFe 
mFe = 0,443 toneladas (443 kg) 
 
Questão 183 – (IME) Em 33,65 gramas de um sal de magnésio está presente 1 mol deste elemento. Sendo trivalente o ânion deste sal, é correto afirmar 
que a massa de 1 mol do ânion é: 
a) 6,23 g 
b) 14,01 g 
c) 24,31 g 
d) 42,03 g 
e) 48,62 g 
 
Resolução: Alternativa B. 
 
Sal constituinte: Mg+2 e X-3 
 
Massa molecular do sal: <MM>Mg3X2 = (72 + 2.<MM>X), onde <MM>X é a massa atômica do elemento X. 
 
72 g ---------- (72 + 2 x <MM>X) 
24 g ---------- 33,65 g 
<MM>X = 14,47 g.mol-1 
 
Questão 184 – (OLIMPÍADA MINEIRA DE QUÍMICA) O TiO2, na forma de rutilo, é usado como pigmento em tintas brancas. Essa substância pode 
ser obtida com rendimento de 100%, por meio da reação entre a ilmenita, FeTiO3, e o cloro, em meio ácido, de acordo com a equação química não 
balanceada: ___ FeTiO3(s) + ___ HCl(aq) + ___ Cl2(g) → ___ FeCl3(aq) + ___ TiO2(s) + ___ H2O(l). Qual a quantidade de matéria de rutilo pode ser preparada 
a partir de 950 gramas de um minério que contém 80% (m/m) de ilmenita? 
a) 6,25 mol 
b) 6,50 mol 
c) 5,00 mol 
d) 5,50 mol 
 
 
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Resolução: Alternativa C. 
 
Realizando o balanceamento por redox, a equação química fica da seguinte maneira: 3 FeTiO3(s) + 6 HCl(aq) + 3/2 Cl2(g) → 3 FeCl3(aq) + 3 TiO2(s) + 3 
H2O(l). 
 
Cálculo da massa de ilmenita pura: mFeTiO3 = 950 gramas x 0,80 = 760 gramas. 
 
Cálculo do número de mol de rutilo: 
3 mol de FeTiO3 -------------------------- 3 mol de TiO2 
3 x (152 g) --------------------------------- 3 mol de TiO2 
760 g ---------------------------------------- nTiO2 
nTiO2 = 5,00 mol 
 
Questão 185 – (IME) CrI3 + CI2 + NaOH → NaIO4 + Na2CrO4 + NaCl + H2O. Assinale a alternativa que indica a soma dos menores coeficientes inteiros 
capazes de balancear a equação química acima: 
a) 73 
b) 95 
c) 173 
d) 187 
e) 217 
 
Resolução: Alternativa D. 
 
Balanceamento pelo método íon-elétron, temos: 
4 H2O + Cr
+3 
x2
→ CrO4
−2 + 8 H+ + 3e− (Oxidação) 
4 H2O + I
− 
x6
→ IO4
−2 + 8 H+ + 8e− (Oxidação) 
Cl2 + 2e
− 
x27
→ 2 Cl− (Redução) 
32 H2O + 2 Cr
+3 + 6 I− + 27 Cl2 → 2 CrO4
−2 + 6 IO4
− + 54 Cl− + 64 H+ 
 
Como a reação ocorre em meio básico, iremos eliminar os íons H+ adicionando OH- em ambos os lados. Logo: 
 
2 CrI3 + 27 Cl2 + 64 NaOH → 6 NaIO4 + 2 Na2CrO4 + 54 NaCl + 32 H2O (Soma dos coeficientes estequiométricos = 2 + 27 + 64 + 6 + 2 + 54 + 32 = 
187) 
Questão 186 – (ITA) Uma mistura de 300 mL de metano e 700 mL de cloro foi aquecida no interior de um cilindro provido de um pistão móvel sem 
atrito, resultando na formação de tetracloreto de carbono e cloreto de hidrogênio. Considere todas as substâncias no estado gasoso e temperatura constante 
durante a reação. Assinale a opção que apresenta os volumes corretos, medidos nas mesmas condições de temperatura e pressão, das substâncias presentes 
no cilindro após reação completa. 
 
 VCH4 (mL) VCl2 (mL) VCCl4 (mL) VHCl (mL) 
a) 0 0 300 700 
b) 0 100 300 600 
c) 0 400 300 300 
d) 125 0 175 700 
e) 175 0 125 700 
 
Resolução: Alternativa D. 
 
Equação química balanceada: CH4(g) + 4 Cl2(g) → CCl4(g) + 4 HCl(g) 
 
1 mol 4 mol 1 mol 4 mol 
100 mL 400 mL 100 mL 400 mL 
x 700 mL x y 
 
O gás metano encontra-se em excesso, e, a quantidade que reage será a seguinte: x =
700 x 100
400
= 175 mL 
 
Pela Lei de Avogadro, V  nmol. 
 
Questão 187 – (OLIMPÍADA MARANHENSE DE QUÍMICA) Qual é a massa de carbonato de prata formada ao misturarmos 100 mL de uma solução 
0,1 mol.L-1 de nitrato de prata com 100 mL de uma solução 0,1 mol.L-1 de carbonato de sódio? 
a) 0,69 g 
b) 1,38 g 
c) 2,76 g 
d) 1,72 g 
 
Resolução: Alternativa B. 
 
Determinação do reagente limitante e do reagente em excesso: 
 
nAgNO3 = 0,10 L x 0,10
mol
L
=
0,010
2
 mol = 0,005 mol (reagente limitante) 
 
nNa2CO3 = 0,10 x 0,10 = 0,01 mol 
 
Cálculo da massa de carbonato de prata: 2 AgNO3(aq) + Na2CO3(aq) → Ag2CO3(s) + 2 NaNO3(aq) 
2 mol de AgNO3(aq) -------------------- 1 mol de Ag2CO3(s) 
nAgNO3 ------------------------------------ nAg2CO3 
nAgNO3 = 2 x nAg2CO3 
 
[AgNO3] x Vsolução = 2 x 
mAg2CO3
< MM >Ag2CO3
 
 
mAg2CO3 =
[AgNO3] x Vsolução x < MM >Ag2CO3
2
= 
0,1 x 0,1 x 276
2
= 1,38 g 
 
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Questão 188 – (OLIMPÍADA MARANHENSE DE QUÍMICA) Um método de análise desenvolvido por Lavoisier (1743 – 1794) e aperfeiçoado por 
Leibig (1803 – 1873) permitiu determinar a composição percentual dos hidrocarbonetos. O procedimento baseia-se na combustão total – em excesso de 
oxigênio (O2) – da amostra analisada, em que todo carbono é convertido em gás carbônico (CO2) e todo hidrogênio transformado em água (H2O). A 
queima de 0,50 gramas de um hidricarboneto, em presença de oxigênio em excesso, fornece 1,65 gramas de dióxido de carbono (CO2) e 0,45 gramas de 
água (H2O). Considerando as informações acima, pode-se afirmar que as porcentagensem massa de carbono (C) e hidrogênio (H) no hidrocarboneto são 
respectivamente: 
a) 85% e 15% 
b) 95% e 5% 
c) 90% e 10% 
d) 91% e 9% 
e) 93% e 12% 
 
Resolução: Alternativa C. 
 
Hidrocarboneto do tipo CxHy 
 
Equação química balanceada: 𝑪𝒙𝑯𝒚 + (𝒙 +
𝒚
𝟒
)𝑶𝟐(𝒈) → 𝒙 𝑪𝑶𝟐(𝒈) +
𝒚
𝟐
 𝑯𝟐𝑶(𝒈) 
 
1 mol de CxHy -------------------- x mol de CO2 ---------- y/2 mol de H2O 
(12x + y) mol de CxHy ---------- 44x ---------------------- 9y 
0,50 g ----------------------------- 1,65 g ------------------- 0,45 g 
 
Realização da primeira equação matemática, a partir da estequiometria entre o CxHy e o CO2: 
1,65.(12x + y) = 0,50.44x 
19,8x + 1,65y = 22x 
Y = 1,33x (Equação I) 
 
Realização da segunda equação matemática, a partir da estequiometria entre o CxHy e o H2O: 
0,45 x (12x + y) = 0,50 x 9y 
5,4x + 0,45y = 0,45y 
 
Y = 1,33x (Equação II) 
 
Tanto para a equação I quanto a equação II, a relação entre y e x é igual a y = 1,33x 
Logo, para x = 3, y = 4. 
Hidrocarboneto = C3H4 
 
Cálculo do percentual de carbono no hidrocarboneto: %(carbono) = 
𝟑𝟔
𝟒𝟎
= 𝟎, 𝟗𝟎 (𝟗𝟎%) 
%(hidrogênio) = 100% - 90% = 10% 
 
Questão 189 – (OLIMPÍADA MARANHENSE DE QUÍMICA) A reação de explosão da nitroglicerina acontece quando este composto é submetido 
a uma onda de choques provocada por um detonador, causando sua decomposição de acordo com a reação: 4 C3H5(NO3)3(l) → 6 N2(g) + O2(g) + 12 CO2(g) 
+ 10 H2O(g). Considerando que esta reação ocorre a 1,0 atm e a 298,15 K e que os gases gerados apresentam comportamento ideal, assinale a alternativa 
que corretamente indica o volume total (em L) de gás produzido quando ocorre a explosão de quatro mol de nitroglicerina. 
a) 509 
b) 609 
c) 709 
d) 809 
e) 909 
 
Resolução: Alternativa C. 
Observando a reação química a partir de 4 mol de nitroglicerina consumidos são formados 29 mol de gases. Com isso, considerando que os gases 
apresentam comportamento ideal, o volume será calculado a partir da equação dos gases ideais. 
 
1 x V = 29 x 0,08206 x 273 
V = 709,16 L 
 
Questão 190 – (OLIMPÍADA MARANHENSE DE QUÍMICA) O principal componente da cal, importante produto industrial fabricado no Ceará, é 
o óxido de cálcio (CaO). A produção de CaO se processa de acordo com a seguinte reação química: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g). Considerando o 
comportamento ideal, assinale a alternativa que expressa corretamente o volume (em L) de CO2 gerado na produção de 561 kg de CaO a 300 K e 1 atm. 
a) 22,4 
b) 224 
c) 2460 
d) 24600 
e) 246000 
 
Resolução: Alternativa E. 
 
Cálculo da massa de dióxido de carbono: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) 
 
1 mol de CaO ---------------- 1 mol de CO2 
56 gramas de CaO ---------- 44 gramas de CO2 
561 kg ------------------------ mCO2 
mCO2 = 440,58 kg 
 
Cálculo do volume de dióxido de carbono: 𝑽𝑪𝑶𝟐 =
𝟒𝟒𝟎𝟓𝟖𝟎
𝟒𝟒 𝒙 𝟏 
 𝒙 𝟎, 𝟎𝟖𝟐𝟎𝟔 𝒙 𝟑𝟎𝟎 = 𝟐𝟒𝟔𝟓𝟎𝟒, 𝟓𝟏 𝑳