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Química

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11. PUC SP A pirolusita é um minério do qual se obtém o metal manganês (Mn), muito utilizado em diversos tipos de aços resistentes. O principal componente da pirolusita é o dióxido de manganês (MnO2). Para se obter o manganês metálico com elevada pureza, utiliza-se a aluminotermia, processo no qual o óxido reage com o alumínio metálico, segundo a equação: 3 MnO2(s) + 4 Al(s) → 2 Al2O3(s) + 3 Mn(s) Considerando que determinado lote de pirolusita apresenta teor de 80% de dióxido de manganês (MnO2), a massa mínima de pirolusita necessária para se obter 1,10 t de manganês metálico é:

A. 1,09 t
B. 1,39 t
C. 1,74 t
D. 2,18 t
E. 2,61 t
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Progresso com Exercícios

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Respostas

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Para resolver essa questão, precisamos calcular a quantidade de pirolusita necessária para obter 1,10 t de manganês metálico (Mn) a partir da reação dada. 1. Equação da reação: \[ 3 \text{MnO}_2(s) + 4 \text{Al}(s) \rightarrow 2 \text{Al}_2\text{O}_3(s) + 3 \text{Mn}(s) \] 2. Massa molar do manganês (Mn): A massa molar do manganês é aproximadamente 54,94 g/mol. 3. Massa de manganês a ser obtida: Precisamos de 1,10 t de Mn, que é igual a 1100 kg ou 1.100.000 g. 4. Moles de manganês: \[ \text{Moles de Mn} = \frac{1.100.000 \text{ g}}{54,94 \text{ g/mol}} \approx 20.000 \text{ mol} \] 5. Moles de MnO2 necessários: A partir da equação, para cada 3 moles de MnO2, obtemos 3 moles de Mn. Portanto, a quantidade de MnO2 necessária é a mesma em moles: \[ \text{Moles de MnO}_2 = 20.000 \text{ mol} \] 6. Massa de MnO2 necessária: A massa molar do MnO2 é aproximadamente 86,94 g/mol. \[ \text{Massa de MnO}_2 = 20.000 \text{ mol} \times 86,94 \text{ g/mol} \approx 1.738.800 \text{ g} \approx 1.738,8 \text{ kg} \] 7. Massa de pirolusita necessária: Como a pirolusita tem 80% de MnO2, precisamos calcular a massa total de pirolusita: \[ \text{Massa de pirolusita} = \frac{1.738,8 \text{ kg}}{0,80} \approx 2.173,5 \text{ kg} \approx 2,17 \text{ t} \] Portanto, a massa mínima de pirolusita necessária para se obter 1,10 t de manganês metálico é aproximadamente 2,18 t. A alternativa correta é: D. 2,18 t.

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