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QUÍMICA – TURMA OLÍMPICA – LISTA XI - PROFESSOR ALEXANDRE VARGAS GRILLO 1 Questão 01 – Adicionando-se carbonato de amônio a 49 g de ácido fosfórico: a) determine a massa de sal formado; b) nomeie esse sal; c) determine o volume de gás carbônico liberado nas condições ambientes. Questão 02 – (ITA) A massa de 0,48 kg de carbonato de amônio reage com excesso de ácido o-fosfórico de acordo com a reação: 3(NH4)2CO3 + 2H3PO4 → 2(NH4)3PO4 + 3CO2 + 3H2O. O volume de gás carbônico liberado a 0°C e 2,0 atm é: a) 16,8 L b) 22,4 L c) 11,2 L d) 61,1 L e) 56,0 L Questão 03 – (ITA-2012) Escreva a equação química balanceada da combustão completa do iso-octano com o ar atmosférico. Considere que o ar é seco é composto por 21% de oxigênio gasoso e 79% de nitrogênio gasoso. Questão 04 – (ITA-SP) Uma amostra de óxido de crômio (III) contaminada com impureza inerte é reduzida com hidrogênio, de acordo com a seguinte equação: Cr2O3(s) + 3 H2(g) → 2 Cr(s) + H2O(g). O volume de H2(g), medido nas CNTP, necessário para purificar 5,0 g de óxido de crômio (III) contendo 15% de impurezas inertes será: a) ((0,15 x 5,0 x 3 x 22,4) /152) litros b) ((0,85 x 5,0 x 3 x 22,4) /152) litros c) ((0,15 x 5,0 x 3 x 22,4) /104) litros d) ((0,85 x 5,0 x 3 x 22,4) /104) litros e) ((0,15 x 5,0 x 3 x 22,4) /104) litros Questão 05 – (IME) Certa massa de sódio reagiu com água, produzindo o composto A, o qual com ácido clorídrico forneceu a substância B. Quando se tratou B com excesso de nitrato de prata, obteve-se um precipitado que, depois de lavado e seco, apresentou uma massa de 14,35 gramas. Qual a massa de sódio usada? Questão 06 – (IME) Foram misturados 40 gramas de hidrogênio (H2) com 40 gramas de oxigênio (O2), com a finalidade de produzir água, segundo a equação: a) o reagente limitante; b) a massa do produto formado; c) a massa do reagente em excesso. Questão 07 – (IME) Determine o volume de amônia, nas CNTP, produzindo na reação de 140 gramas de gás nitrogênio com quantidade suficiente de gás hidrogênio. N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g). Questão 08 – (IME) 5 gramas de um alcano deram, pela combustão, 9 gramas de água. Qual a fórmula molecular do hidrocarboneto? Questão 09 – (OQRJ) 2,7 gramas de alumínio são dissolvidos em 500 mL de uma solução aquosa 1,00 mol/L em ácido clorídrico. Todo o hidrogênio produzido é recolhido. Após a secagem, o volume de hidrogênio à pressão de 1 atm e 25ºC é: a) 1,2 litros. b) 1,6 litros. c) 2,4 litros. d) 3,6 litros. e) 12 litros. Questão 10 – (ITA) Gasolina pode ser representada pela fórmula C8H18. No carburador do automóvel, a gasolina é vaporizada e o vapor, misturado com o ar. A troca do combustível para C2H5OH levará a uma adaptação do carburador no sentido de alterar a proporção volume de ar / volume de vapor de combustível. Considere que o volume de ar contenha a quantidade estequiométrica de oxigênio necessária a combustão e que todos os volumes sejam medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura. Que relação deve existir entre o volume de ar necessário a combustão de um volume de vapor de gasolina e o volume de ar necessário a combustão de um volume de vapor de álcool? a) 6/25 b) 23/57 c) 2/1 d) 57/23 e) 25/6 Questão 11 – Se é possível recuperar 86,30% do ferro de um minério que contém 43,20% de magnetita, Fe2O3, que massa de ferro poderá ser recuperada de 2,00 kg desse mesmo mineral? A redução de magnetita é um processo complexo que pode ser representado de forma simplificada como: Fe3O4 + 4 CO → 3 Fe + 4 CO2. Questão 12 – (ITA) Certa massa de nitrato de cobre (Cu(NO3)2) foi calcinada em um ambiente aberto até resfriar um resíduo com massa constante, que é sólido e preto. Formaram-se dois produtos gasosos, conforme a equação química: 2 Cu(NO3)2(s) → 2 CuO(s) + 4 NO2(g) + O2(g). A massa do NO2 formado na reação de decomposição é igual a 18,4g. Qual é o valor que mais se aproxima da massa inicial do nitrato de cobre? a) 9,40 g b) 37,50 g c) 57,50 g d) 123 g e) 246 g Questão 13 – (ITA) Uma amostra de 1,222 gramas de cloreto de bário hidratado (BaCl2.nH2O) é aquecida até a eliminação total da água de hidratação, resultante em uma massa de 1,042 gramas. Com base nas informações fornecidas e mostrando os cálculos efetuados, determine: a) O número de mol de cloreto de bário; b) O número de mol de água; c) A fórmula molecular do sal hidratado. 2 Questão 14 – Tratou-se uma amostra de um sulfeto de um metal trivalente, pura, com H2 em excesso, a quente, obtendo- se 0,450 gramas do metal puro e 0,850 gramas de H2S. Pede- se: a) A equação balanceada da redução do sulfeto metálico pelo H2. b) A massa da amostra, em gramas. c) A massa atômica do metal. Questão 15 - (ITA) Uma garrafa de refrigerante, com capacidade de 2,0 litros, contém 1,0 litro de uma solução aquosa de 0,30 molar de HCl e é mantida na temperatura de 25oC. Introduzindo um pedaço de zinco metálico nesta garrafa e fechando a tampa, a pressão no interior da garrafa irá aumentar gradualmente. A questão é calcular a massa (em gramas) de zinco a ser introduzida para que a pressão aumente de 1,0 para 2,0 atm, a temperatura sendo mantida a 25oC. Escreva a equação química balanceada da reação envolvida e indique os cálculos realizados. Para os cálculos, despreze tanto a pressão do vapor da solução quanto a solubilidade do gás formado. Questão 16 - (ITA) Uma usina termoelétrica queima por dia 32 toneladas de carvão 75% puro em carbono. Sabendo que a queima de 12 gramas de carbono produz 44 gramas de dióxido de carbono, determine quantos metros cúbicos desse gás, medidos a 1200K, a usina produz por dia. Questão 17 - (IME) Foram neutralizados 25,0 ml de solução aquosa saturada de hidróxido de cálcio com igual volume de solução M/40 de ácido sulfúrico. Determinar a solubilidade do hidróxido de cálcio nestas condições, expressando o resultado em gramas por litro de solução. Questão 18 – (OLIMPÍADA AMERICA DE QUÍMICA) A 20.00 mL sample of a Ba(OH)2 solution is titrated with 0.245 M HCl. If 27,15 mL of HCl is required, what is the molarity of the Ba(OH)2 solution? a) 0.166 mol.L-1 b) 0.180 mol.L-1 c) 0.333 mol.L-1 d) 0.666 mol.L-1 Questão 19 – (OLMPÍADA DE QUÍMICA DO RIO DE JANEIRO) 2,70 gramas de alumínio são dissolvidos em 500 mL de uma solução aquosa 1,00 mol/L em ácido clorídrico. Todo hidrogênio produzido é recolhido. Após a secagem, o volume de hidrogênio a pressão de 1 atmosferas e 25oC, é: a) 1,20 litro b) 1,60 litro c) 2,40 litros d) 3,60 litros e) 12 litros. Questão 20 – (IME) Determine o menor volume de solução de ácido clorídrico 0,250 mol.L -1 necessário para dissolver completamente 13,50 gramas de alumínio metálico granulado. Questão 21 – (OBQ) Hipoclorito de sódio pode ser obtido através da seguinte reação: Cl2(g) + 2 NaOH(aq) → NaCl(aq) + NaOCl(aq) + H2O(l). Considerando a existência de cloro gasoso em excesso, qual o volume de uma solução de NaOH de concentração 2 mol/L necessário para produzir hipoclorito em quantidade suficiente para preparar 2,0 L de uma solução 0,50 mol/L de NaOCl? a) 1,0 L b) 2,0 L c) 3,0 L d) 4,0 L e) 5,0 L Questão 22 – (ITA) O volume de SO2 gasoso, medido nas CNTP, necessário para transformar completamente 250 cm³ de solução aquosa 0,100 molar de NaOH em solução de Na2SO3, é: a) 0,14 L b) 0,28 L c) 0,56 L d) 1,12 L e) 2,24 L Questão 23 – Quantos mL de solução 0,200 mol.L -1 de ácido sulfúrico são necessários para neutralizar 0,200 gramas de hidróxido de magnésio? Questão 24 – Uma amostra de hidróxido de cálcio impuro, pesando 2,00 gramas, foi neutralizada por 50 mL de ácido sulfúrico 0,500 mol.L -1 . Qual a pureza da amostra? Questão 25 – (ITA) O volume de HCl gasoso, medido napressão de 624 mmHg e temperatura igual a 27°C, necessário para neutralizar completamente 500 cm³ de uma solução aquosa 0,200 mol.L -1 de NaOH é: a) 0,27 L b) 1,5 L c) 3,0 L d) 6,0 L e) 27 L Questão 26 – (IME) A um excesso de bicarbonato de potássio adicionou-se 125 mL de solução de ácido sulfúrico. O volume do gás liberado, medido a 20°C e 765 mm Hg, foi de 2,50 litros. Calcular a concentração do ácido expressa em número de mol por litro. Questão 27 – (OLIMPÍADA DE PORTUGAL) Quantos mL de solução de NaOH 1,00 mol/L são necessários para neutralizar 100,0 mL de solução 0,100 mol/L de H3PO4? a) 10,0 b) 3,3 c) 30,0 d) 300,0 Questão 28 – (ITA) O volume, em litros, de NH3 gasoso medido nas condições normais de temperatura e pressão necessário para transformar completamente, em solução de (NH4)2SO4, 250 cm 3 de uma solução aquosa 0,100 mol.L -1 de H2SO4 é: a) 0,56 b) 1,12 c) 2,24 d) 3,36 e) 4,48 3 Questão 29 – (ITA) Em um copo de 500 mL são misturados 100 mL de ácido clorídrico 1,00 mol.L -1 em 100 mL de hidróxido de sódio 0,50 mol.L -1 . A solução resultante do copo é: a) 1,0 x 10-7 mol.L-1 em OH- b) 1,0 x 10-7 mol.L-1 em H+ c) 0,05 mol.L-1 em H+ d) 0,25 mol.L-1 em H+ e) 0,50 mol.L-1 em H+ Questão 30 – (OLIMPÍADA AMERICA DE QUÍMICA) What is the concentration of the solution that results from mixing 40.0 mL of 0,200 mol.L -1 HCl with 60.0 mL of 0,100 mol.L -1 NaOH? (You may assume the volumes are additive.) a) 0.150 mol.L-1 NaCl b) 0.0200 mol.L-1 NaCl and 0.0200 mol.L-1 HCl c) 0.0200 mol.L-1 NaCl and 0.0600 mol.L-1 HCl d) 0.0600 mol.L-1 NaCl and 0.0200 mol.L-1 HCl Questão 31 – (ITA) Adicionou-se um excesso de solução de sulfato de sódio a 500 mL de uma solução de nitrato de chumbo, tendo se tornado um precipitado de sulfato de chumbo de massa igual a 3,0 g. A concentração molar inicial do sal de chumbo na solução era: a) 2,0 x 10-3 b) 1,0 x 10-2 c) 2,0 x 10-2 d) 5,0 x 10-2 e) 2,0 x 10-1 Questão 32 – (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) Hipoclorito de pode ser obtido através da seguinte reação química: Cl2(g) + 2 NaOH(aq) → NaCl(aq) + NaOCl(aq) + H2O(l). Considerando a existência de cloro gasoso em excesso, qual o volume de uma solução de NaOH de concentração 2 mol/L, necessário para produzir hipoclorito em quantidade suficiente para preparar 2,0 L de uma solução de 0,50 mol/L de NaOCl? a) 1,0 L b) 2,0 L c) 3,0 L d) 4.0 L e) 5,0 L. Questão 33 – (OLIMPÍADA PORTUGUESA/GRÉCIA DE QUÍMICA) Quantos mL de solução de NaOH 1,00 mol/L são necessários para neutralizar 100 mL de solução 0,100 mol/L de H3PO4? a) 10,0 b) 3,30 c) 30,0 d) 300,0 Questão 34 – (OLIMPÍADA NORTE/NORDESTE DE QUÍMICA) Ácido clorídrico concentrado é uma solução de densidade igual a 1,182 g/mL e na qual a fração molar de HCl é igual a 0,221. A partir destas informações, calcule: a) A porcentagem em massa de HCl no ácido clorídrico concentrado; b) Que volume de HCl concentrado é necessário para preparar 500 mL de uma solução de concentração 0,124 mol/L; c) Que volume de hidróxido de bário, contendo 4,89 gramas de hidróxido de bário octa-hidratado, em 500 mL de solução, será necessário para neutralizar 25,0 mL da solução preparada no item anterior. Questão 35 – (OLIMPÍADA PORTUGUESA DE QUÍMICA) O ácido clorídrico é altamente corrosivo e quando ingerido corrói as mucosas, esôfago e estômago, causa disfagia, náuseas, falha circulatória e morte. O hidróxido de sódio é cáustico e se ingerido provoca vômito, prostação e colapso. Um condenado a morte foi obrigado a beber soluções concentradas destes dois venenos, mas conseguiu fazê-lo sem sofrer qualquer problema. Como? Questão 36 – Durante a combustão de 6,10 g de uma mistura de metano e butano se formaram 17,60 g de óxido de carbono (IV). Determinar as percentagens em massa das substâncias na mistura gasosa. Questão 37 – Durante a neutralização de 106,60 g de uma mistura de ácidos palmítico e esteárico foi obtida uma mistura de palmitato de sódio e estearato de sódio de 115,40 g de massa. Determinar as percentagens em massa dos ácidos na mistura inicial. Questão 38 – 75,60 g de uma liga de magnésio e alumínio foram dissolvidos em ácido sulfúrico, obtendo-se 411,60 g de uma mistura de sulfatos destes metais. Que massa de magnésio deve fundir-se com 540 g de alumínio para que obtenha liga semelhante? Questão 39 – (IME) 5,0 gramas de um alcano deram, pela combustão, 9,0 gramas de água. Qual a fórmula molecular do hidrocarboneto? Questão 40 – (IME) Aspirina é produzida pela adição de anidrido acético a uma solução aquosa de ácido salicílico. A equação da reação não-balanceada é: C4H6O3(l) + C7H6O3(aq) → C9H8O4(aq) + H2O. Se forem usados 2,0 kg de anidrido acético e 1,0 kg de ácido salicílico, determine: a) Os coeficientes para balancear a equação; b) O reagente limitante; c) O rendimento teórico da aspirina, em gramas; Se o rendimento percentual da reação é de 86%, quantos comprimidos de 0,50 g de aspirina poderiam ser preparados a partir das quantidades usadas nessa reação? Questão 41 – O resíduo da calcinação de uma mistura de carbonato de cálcio e hidróxido de cálcio pesou 3,164 g e o volume de gás carbônico obtido foi de 705,6 cm³ nas CNTP. Dê as porcentagens dos componentes da mistura. Questão 42 – Tratando-se 16 g de uma soda comercial (Na2CO3) pelo HCl houve desprendimento de um gás que, medido na pressão de 1,5 atm acusou 2,2 litros na temperatura de 30°C. Qual o grau de pureza da soda? Questão 43 – (ITA) O hidrogênio produzido na reação de 5,59 g de ferro metálico com excesso de solução de ácido clorídrico reduziria a seguinte massa de óxido cuproso: a) 5,6 g b) 7,9 g c) 9,5 g d) 14,2 g e) 28,4 g 4 Questão 44 – (ITA - 1979) Qual a massa de nitrato de potássio que deve ser decomposta termicamente em nitrito de potássio para que o volume de oxigênio, medido a 77°C e pressão de 700 mmHg, seja de 1m³? a) 3,80 kg b) 5,10 kg c) 6,00 kg d) 6,50 kg e) 7,60 kg Questão 45 – (ITA) Calcule o máximo de massa de água que se pode obter partindo de 8,0 gramas de hidrogênio e 32,0 gramas de oxigênio. Indique qual o reagente em excesso e quanto sobra do mesmo. Questão 46 – (IME) Mistura-se um fluxo de ar seco com vapor d’água, para se obter ar úmido com 2,0% em volume de umidade. Admitindo o comportamento ideal dos gases e a massa molecular média do ar seco igual a 28,96 g.mol –1 , calcule a massa específica do ar úmido a 14,25°C e 1,00 x 10 5 Pa. Dado: R = 8,314 J.K –1 .mol –1 . Questão 47 – (ITA) Num equipamento adequado para permitir adição de solução, assim como coleta e medida de volume de gases, fez-se seguinte experiência: Após colocar neste equipamento 100 cm 3 de uma solução aquosa contendo 1,06 g de carbonato de sódio por litro de solução, adiciona-se um excesso de solução de ácido clorídrico. Admitindo que, nesta experiência, todo o gás que pudesse ser produzido pela reação entre as duas soluções foi de fato coletado, qual o volume medido, em cm 3 , sabendo-se que a experiência foi realizada na temperatura de 27°C e pressão de 750 mmHg? a) 0,10 x 22,4 b) 1,10 x 24,9 c) 100 x 0,0827 d) 0,20 x 62,3 e) 0,40 x 62,3 Questão 48 – (ITA) Uma amostra de óxido de crômio (III) contaminada com impurezas inertes é reduzida com hidrogênio de acordo com a equação: Cr2O3 + 3 H2 2 Cr + 3 H2O. O volume de hidrogênio medido nas C.N.T.P., necessário para purificar 5 gramas de óxido de crômio (III) contendo 15% de impurezas inertes é igual a: a) [(0,15 x 5,0 x 3 x 22,4) / 152] litros b) [(0,85 x 5,0 x 3 x 22,4) / 152] litros c) [(0,15 x 5,0 x 3 x 22,4) / 104] litros d) [(0,85 x 5,0 x 3 x 22,4) / 104] litros e) [(0,15 x 5,0 x 22,4 ) / 104] litros 5 QUESTÕES ADICIONAIS Questão01 Considere a reação de combustão completa do octano, definida pela seguinte equação química: C8H18(l) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l) Determine o volume de dióxido de carbono gasoso, medido a 27°C e 720 mmHg, produzido a partir da combustão de 150 g de C8H18 com 150 g de O2? Questão 02 Considere a reação entre o carbeto de cálcio com a água, formando acetileno e hidróxido de cálcio, descrita pela equação química abaixo. CaC2(s) + 2 H2O(l) C2H2(g) + Ca(OH)2(s) a) Calcule a massa de hidróxido de cálcio formado a partir de 5,0 g de carbeto de cálcio, sendo o grau de pureza deste igual a 95%. b) Calcule a massa de água necessária ao processo, sabendo que se deve trabalhar com um excesso de 10% em massa em relação à condição estequiométrica. c) Calcule o número de mols de acetileno produzido. Questão 03 Os professores Navarro e Grillo resolveram preparar uma aula de estequiometria para seus alunos de engenharia do ciclo básico, com o foco em conceitos e relações básicas da estequiometria, e realizaram um experimento com seus eternos amigos técnicos e parceiros, Charles, Jorjão e Maurício Dupim. A reação em estudo envolvia o ataque do carbonato de amônio com 1490 g mediante reação com o ácido fosfórico. 3(NH4)2CO3(aq) + 2 H3PO4(aq) 2 (NH4)3PO4(aq) + 3 H2O(l) + 3 CO2(g) a) Calcule a massa de fosfato de amônio obtida, assumindo-se uma conversão de 100%. b) Calcule o volume de CO2 produzido nas CNTP. Questão 04 Considere um composto molecular que apresenta a seguinte composição química elementar em base mássica: 46,6% de C; 4,4% de H; 31,1% de N e 17,7% de O. Deseja-se estudar a combustão completa de 1000 g do referido material, tendo-se como únicos produtos, dióxido de carbono (CO2), vapor d´água (H2O) e dióxido de nitrogênio (NO2). Determine o volume total de gás gerado, para uma combustão controlada realizada a 1 atm e 227oC. Questão 05 a) O sulfeto de cádmio é um composto inorgânico muito utilizado como semicondutor, cuja síntese pode ser representada pela equação química apresentada a seguir: Na2S(s) + Cd(BO3)2(s) CdS(s) + 2 NaNO3(s) Considere que o rendimento da reação em relação à massa de CdS obtida é de 80% em, e calcule a massa de Na2S necessária para obter-se 75 g de CdS. b) Calcule as massa de Fe2O3 de 80% de pureza e de ácido sulfúrico de 74,0% de pureza necessários à obtenção de 640,0 g de Fe2(SO4)3, sabendo-se que o rendimento da reação em relação à massa de sulfato obtida é igual a 85%. Fe2O3(s) + 3 H2SO4(aq) → Fe2(SO4)3(aq) + 3 H2O(l) 6 Questão 06 Os aromatizantes em sua grande maioria são cadeias carbônicas oxigenadas da família dos ésteres. O butanoato de metila pode ser formado pela reação de esterificação entre um ácido carboxílico e um álcool, conforme representado pela equação química balanceada a seguir: CH3CH2CH2COOH + CH3OH → CH3CH2CH2COOCH3 + H2O. Calcule o número de mols de butanoato de metila que pode ser obtido a partir de 4,75 g de ácido butírico e 2,75 g de metanol, levando em consideração que há o consumo total do reagente limitante. Questão 07 A produção de cloreto de potássio e de cloreto de manganês, ambos em fase aquosa, pode ser representada pela seguinte equação química balanceada: 2 KMnO4(aq) + 5 H2O2(aq) + 6 HCl(aq) → 2 MnCl2(aq) + 2 KCl(aq) + 5 O2(g) + 8 H2O(l). Considere que no experimento foram utilizados 45,0 g de permanganato de potássio, 30 g de peróxido de hidrogênio e 160 g de ácido clorídrico. a) Identifique o reagente limitante, justificando sua resposta. b) Calcule a massa dos dois cloretos de interesse formados. Questão 08 A hematita (Fe2O3), matéria-prima para a produção do aço, pode ser produzida a partir da oxidação da pirita (FeS2) na presença de O2, de acordo com a equação química abaixo: 4 FeS2(s) + 11 O2(g) 2 Fe2O3(s) + 8 SO2(g) Calcule o volume de ar necessário para reagir com 125 kg de pirita a 2,55 atm e 225C. Considere que o ar se comporta como um gás ideal, e que apresenta 21% em volume de O2, e que este é alimentado em proporção estequiométrica. Questão 9 Metanol é um composto orgânico, classificado como um álcool. Trata-se de um combustível muito importante para a sociedade atual, que pode produzido pela seguinte reação química: CO(g) + 2 H2(g) → CH3OH(l). Suponha que o processo apresenta um rendimento de 75% em relação a massa de CH3OH obtida, quando se adicionam 226 g de monóxido de carbono (com pureza de 80%) e 75 g de gás hidrogênio (com pureza de 90%). Determine o reagente que se encontra em excesso e a quantidade de massa em gramas, de metanol produzido. Questão 10 O sulfato de cálcio é o mineral constituinte do giz. Este sal pode ser obtido de forma artificial através da reação entre o cloreto de cálcio e o sulfato de sódio (reação 1), ou através da reação entre o ácido sulfúrico e o hidróxido de cálcio, designado pela reação química 2. a) Escreva as equações químicas balanceadas, que descrevem cada um dos mencionados processos. b) Calcule a massa de sulfato de cálcio em ambas as reações, a partir de 2,50 mol de cloreto de cálcio e de 3,50 mol de hidróxido de cálcio, considerando que o rendimento das reações, definido com base no número de mols de sulfato produzido, é igual a 69%. Questão 11 Considere a seguinte reação química para a síntese do bromo em fase líquida a partir do dióxido de titânio. 3 TiO2(s) + 4 BrF3(l) → 3 TiF4(s) + 2 Br2(l) + 3 O2(g) Se 12,0 g do óxido produz 0,056 g de oxigênio, determine o grau de pureza do TiO2 utilizado. 7 Questão 12 Ácido fosfórico impuro, muito utilizado para o preparo de fertilizantes, é produzido através de uma reação entre o ácido sulfúrico sobre rocha de fosfato, cujo componente principal é o fosfato de cálcio. Assumindo uma conversão de 100%, calcule a massa e o número de mols de ácido fosfórico que pode ser produzido a partir de 100 kg de ácido sulfúrico. H2SO4(aq) + Ca3(PO4)2(s) → CaSO4 (s) + H3PO4(aq) Questão 13 Uma amostra de 125 kg de calcário (com teor de 87,50% em massa de carbonato de cálcio) foi tratada com excesso de ácido fosfórico, produzindo-se monohidrogenofosfato de cálcio (CaHPO4). a) Escreva a equação balanceada da reação química que descreve o processo. b) Calcule a massa de CaHPO4 formado. c) Calcule o número de mols de CaHPO4 formado. Questão 14 Em um determinado dia, uma pessoa inalou 10,6 mol de oxigênio molecular. Se todo o oxigênio inalado foi empregado na conversão da glicose em dióxido de carbono e água, determine: C12H22O11(s) + 12 O2(g) → 12 CO2(g) + 11 H2O(l) a) Quantidade em g de açúcar consumida. b) Número de mols de H2O produzidos. c) Volume de CO2 gerado nas CNTP. Questão 15 Seja a oxidação da pirita em atmosfera de oxigênio representada pela seguinte equação química balanceada: 4 FeS2(s) + 11 O2(g) 2 Fe2O3(s) + 8 SO2(g). a) Calcule o volume de ar que é necessário para reagir com 7,5 Kg de FeS2 a 2,0 atm e 120°C, assumindo uma alimentação estequiométrica. Considere que o ar atmosférico apresenta 20% em volume de O2 e 80% em volume de N2. b) Calcule a pressão final alcançada após o total consumo da pirita, considerando que os gases foram coletados a 100oC em um recipiente de 1m3 (1000 L). Assuma que a fase gasosa se comporta como ideal. Questão 16 Considere a seguinte equação química balanceada representada a seguir, que descreve o ataque do ácido clorídrico sobre o dicromato de potássio. K2Cr2O7(s) + 6 HCl(aq) → K2O(s) + Cr2O3(s) + 3 H2O(l) + 3 Cl2(g). Partindo-se de 100 g de dicromato de potássio, calcule as massas dos óxidos produzidos (K2O e Cr2O3). Questão 17 - Calcule a massa e o número de mols de sulfato de sódio formado a partir de uma reação deneutralização total, com 147 g de ácido sulfúrico e 100 g de hidróxido de sódio e indique o reagente limitante. Questão 18 Uma massa de 1 Kg de ouro puro reage com água régia (mistura de ácidos nítrico e clorídrico), segundo a seguinte equação química balanceada. Au(s) + 3 HCl(aq) + HNO3(aq) → AuCl3(aq) + 2H2O(l) + NO(g) a) Determine a massa e o número de mol de cloreto de áurico formado. b) Determine o volume de NO produzido nas CNTP. Questão 19 Considere que 10,0 g de um determinado hidrocarboneto da família dos alcanos (CnH2n+2) produz, por combustão completa, 18,0 g de água. Determine sua formula molecular. 8 Questão 20 Determine o volume de monóxido de NO obtido nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), quando 1,96 g de cobre no estado sólido entra em contato com ácido nítrico diluído. 3 Cu(s) + 8 HNO3(aq) → 3 Cu(NO3)2(aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(l) Questão 21 Cobre metálico deve ser produzido a partir de duas reações acopladas descritas pelas equações abaixo, sendo a primeira a oxidação do Cu2S e a segunda a reação do Cu2O produzido com o Cu2S remanescente, gerando-se finalmente cobre metálico. 2 Cu2S(s) + 3 O2(g) → 2 Cu2O(s) + 2 SO2(g) Cu2S(s) + 2 Cu2O(s) → 6 Cu(s) + SO2(g) Sabe-se que o Cu2S apresenta 75% de grau de pureza e que a primeira reação apresenta uma conversão de 80% em relação ao número de mols de Cu2S alimentados. Calcule a quantidade de cobre esperada, considerando que 127,7 g de Cu2S foram utilizados. Questão 22 Considere a reação entre o carbonato de cálcio com ácido clorídrico, representada pela equação química balanceada abaixo. CaCO3(s) + 2 HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) Calcule o volume de CO2 coletado a 2 atm e 127oC, admitindo-se que 2,25 kg de carbonato de cálcio são completamente consumidos. Questão 23 A amônia pode ser oxidada na presença de oxigênio, de acordo com a equação química abaixo. 2NH3(g) + 2O2(g) → N2O(g) + 3H2O(l) Considere que você dispõe de 0,8 mol de NH3 com 95% de pureza (base molar) e deseja realiza a reação deste com um volume de ar atmosférico igual a 100 L, medidos nas CNTP. Pode-se assumir que o ar atmosférico se comporta como um gás ideal e apresenta composição igual a 21% de oxigênio e 79% de nitrogênio em bases volumétricas. a) Determine o reagente limitante. b) Calcule a massa de N2O produzida, assumindo-se uma conversão de 100%. Questão 24 Calcule a massa de pirolusita que contém 85% (base mássica) de dióxido de manganês (MnO2), necessária para a produção de 250 g de óxido de alumínio e de manganês metálico, pelo processo de aluminotermia, que se fundamenta na reação química a seguir. 3 MnO2(s) + 4 Al(s) → 3 Mn(s) + 2 Al2O3(s)
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