psa 17 cálculos estequimétricos

Física e Química A Ano Lectivo 2011/12

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FICHA DE TRABALHO DE FÍSICA E QUÍMICA A FEVEREIRO 2012 ____________________________________________________________________________________________________________________

APSA Nº14 11º Ano de Escolaridade

1. Qual a massa de hidróxido de sódio necessária para reagir completamente com 49,05 g de ácido sulfúrico de acordo com a equação química:

2NaHO (aq) + H2SO4 (aq) ⎯→ Na2SO4 (aq) + 2H2O (l)

2. De acordo com a equação química: Cl2 (g) + 2 HO- (aq) ⎯→ ClO- (aq) + Cl- (aq) + H2O (l) , calcular: a) a massa de cloro que seria necessária para preparar 10,3 g de anião hipoclorito (ClO-); b) o número de iões hidróxido consumidos nesse processo. 3. Que volume de PH3, medido nas condições PTN, é produzido a partir de 125 g de Ca3P2 com excesso de água, segundo a equação: Ca3P2 (s) + 6 H2O (l) ⎯→ 3 Ca(OH)2 (s) + 2 PH3 (g), sendo o rendimento de 92 %? 4. Por reacção de calcário (contendo 80% de carbonato de cálcio, CaCO3) com excesso de solução aquosa de ácido nítrico obtiveram-se 17,6 g de CO2. Os outros produtos da reacção foram água e nitrato de cálcio, Ca(NO3)2. a) Calcular a massa de calcário utilizado. b) Que quantidade de ácido nítrico foi consumida? c) Qual o número de átomos do elemento oxigénio presentes nessa quantidade de ácido? d) Qual o volume de dióxido de carbono libertado, medido nas condições PTN? 5. 100 cm3 de uma solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração 0,50 mol/L foram tratados com excesso de zinco em pó, tendo-se verificado a seguinte reacção completa:

H2SO4 (aq) + Zn (s) ⎯→ ZnSO4 (aq) + H2 (g). a) Calcular o volume de gás libertado, nas condições PTN. b) Que massa de zinco passou à solução sob a forma catiónica (Zn2+)? 6. Sabendo que uma amostra de 10,70 g de cloreto de amónio, NH4Cl, foi aquecida na presença de hidróxido de sódio até total decomposição, segundo a equação química

NH4Cl (s) + NaOH (aq) ⎯→ NH3(g) + NaCl (s) + H2O (g), determinar a massa e o volume (PTN) de amoníaco libertado. 7. FeCl3 no estado sólido é o único produto da reacção entre ferro (Fe) e cloro gasoso (Cl2). a) Escrever e acertar a equação química. b) Que massa de produto se obterá a partir de 200 g de ferro se o rendimento for de 85 %? c) Misturou-se 450 g de ferro com 9 moles de Cl2. Determinar a massa de FeCl3 formada d) Que percentagem do reagente que está em excesso ficou por reagir? 8. Uma amostra de clorato de potássio (KClO3), com grau de pureza de 90%, decompõe-se em perclorato de potássio (KClO4) e cloreto de potássio (KCl). a) Acertar a equação. b) Que massa total de produto da reacção se obtém a partir de 50 g de reagente impuro?


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9. Uma amostra de álcool etílico com 5% de impurezas não inflamáveis entrou em combustão (completa), formando-se dióxido de carbono e vapor de água. Sabe-se que a amostra impura tinha a massa de 30 g e que se formaram 6 dm3 de produtos gasosos (PTN). a) Determinar o rendimento deste processo. b) Qual é o nº de moléculas, o nº de átomos de hidrogénio e o nº total de átomos presentes nos produtos da reacção? 10. Fizeram-se reagir duas soluções que continham, respectivamente, 10 mg de NaCl e 3,5 mg de AgNO3. Indicar qual é o reagente que se encontra em excesso e a massa que fica por reagir. 11. O monóxido de azoto reage com o oxigénio de acordo com:

2 NO (g) + O2 (g) ⎯→ 2 NO2 (g). Calcular o valor máximo da massa de dióxido de azoto que se pode obter a partir de uma mistura de 3,823 g de NO e 2,886 g de O2. 12. No estudo de uma reacção completa fez-se reagir 0,810 g de zinco em pó (98,9% puro) com 60 cm3 de uma solução aquosa de concentração 0,123 mol/dm3 de nitrato de cobre (II). a) Qual o excesso do reagente excedente? b) Que massa de cobre irá obter-se? 13. A equação 2NH4Cl (s) + CaO (s) ⎯→ 2NH3 (g) + CaCl2 (s) + H2O (l) traduz a reacção de preparação do amoníaco no laboratório. a) Se misturarmos 16,9 g de cloreto de amónio com 13,3 g de óxido de cálcio, que massa de reagente estará em excesso? b) Calcular a massa que se obterá de cada um dos três produtos se o rendimento for de 20 %. 14. Da combustão de certa massa de propano (C3H8) resultaram 12 mol de dióxido de carbono. a) Escrever e acertar a equação química, sabendo que também se forma vapor de água. b) Que massa de combustível foi gasta na reacção? c) Estimar aproximadamente o volume de ar (PTN) necessário para a referida combustão. d) Se o rendimento da reacção fosse 70 %, que massa de CO2 se formaria? 15. A equação química 2 S2Cl2 (l) + C (s) ⎯→ CCl4 (l) + 4 S (s) traduz a preparação do tetracloreto de carbono. Numa certa experiência 3,65 g de S2Cl2 e um excesso de carbono originaram 1,51 g de CCl4. Qual o rendimento desta reacção? 16. Considerar a seguinte equação química:

CaCO3 (S) + 2 HCl (aq) ⎯→ CaCl2 (aq) + CO2 (g) + H2O (l). a) Qual é a massa de CO2 que deverá formar-se quando se junta 4,50 g de HCl a 15,0 g de CaCO3? b) Que massa de reagente em excesso sobra no fim da reacção? c) Tendo-se obtido, numa experiência, 2,01 g de CO2, determinar o rendimento do processo. 17. A síntese do amoníaco pode ser descrita por 3 H2(g) + N2 (g) ⎯→ 2 NH3 (g). Sabendo que 2,24 dm3 de H2, medidos nas condições PTN, reagiram com um excesso de N2 originando 0,85 g de NH3, determinar o rendimento da reacção. 18. Na reacção cuja equação química é Al3+ (aq) + 3 OH- (aq) ⎯→ Al(OH)3 (s), qual é a massa


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de hidróxido de potássio, com 15% de impurezas, necessária para a reacção completa com 50,0 cm3 de solução de sulfato de alumínio 0,500 mol.dm-3? 19. Dissolveram-se 6,25 g de uma amostra impura de cloreto de sódio em água desionizada até ao volume final de 1,00 dm3. 25,0 cm3 desta solução reagiram com 26,4 cm3 de solução aquosa de nitrato de prata de concentração 0,10 mol/L. Determinar a percentagem de NaCl presente na amostra. (Nota: Na reacção forma-se cloreto de prata e nitrato de sódio.) 20. Decompuseram-se pelo calor 543,7 g de MnO2 e obtiveram-se 40 g de oxigénio segundo: 3 MnO2 ⎯→ Mn3O4 + O2. Qual a percentagem de impurezas existentes no óxido de manganês utilizado? 21. Para se obter sulfato se sódio fez-se reagir, a temperatura elevada, 100 cm3 de ácido sulfúrico de concentração igual a 10 mol/L com 5,00 g de cloreto de sódio contendo 20 % de impurezas inertes. a) Determinar a massa de Na2SO4 obtida após reacção completa. b) Um balão de 1500 cm3 seria suficiente para recolher (PTN) todo o gás libertado nesta reacção (cloreto de hidrogénio)? 22. Uma amostra de iodeto de potássio (KI) tem 15 % de impurezas insolúveis em água. A amostra, com 20,707 g, foi tratada com água quente e, após arrefecimento, tratada com com excesso de uma solução de um sal de chumbo (II) completamente solúvel em água. Qual a massa de iodeto de chumbo, PbI2, que se formou? 23. Um minério de ferro contém 70,0 % de óxido de ferro (III), Fe2O3. Qual a massa de ferro que em princípio se pode obter a partir de 1 tonelada daquele minério? 24. O oxigénio gasoso pode ser obtido por termólise do clorato de potássio, KClO3. A equação química que traduz esta reacção endotérmica é 2 KClO3 (s) ⎯→ 2 KCl (s) + 3 O2. a) Determinar o volume de O2 produzido a partir de uma amostra de 3,646 g de KClO3, medido nas condições normais de pressão e temperatura. c) Qual a massa de cloreto de potássio que se formaria a partir de uma amostra de KClO3 com 90 g de massa e contendo 25% de impurezas? *25. 7,60 g de uma mistura de carbonato de cálcio e sulfato de cálcio (CaCO3 e CaSO4) foi aquecida, para decompor o carbonato (mas não o sulfato), de acordo com CaCO3 (s) ⎯→ CaO (s) + CO2 (g). A massa final da amostra é 4,30 g. Qual a percentagem de CaCO3 na mistura inicial? *26. Uma mistura de hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) e carbonato de cálcio (CaCO3) tem a massa de 13,10 g. A mistura foi aquecida de modo a darem-se as seguintes termólises (decomposições térmicas): 2 NaHCO3 (s) ⎯→ Na2CO3 (s) + CO2 (g) + H2O (g) CaCO3 (s) ⎯→ CaO (s) + CO2 (g) Sabendo que o sólido obtido no final tinha a massa de 7,918 g, qual a composição inicial da mistura? *27. Uma amostra de 0,50 g de uma liga de cobre e alumínio foi tratada com ácido clorídrico, tendo-se verificado que apenas o alumínio se dissolvia, libertando-se 593 cm3 de hidrogénio,


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medidos nas condições PTN. a) Acertar o esquema químico referente a esta reacção: Al (s) + HCl (aq) ⎯→ AlCl3 (aq) + H2 (g). b) Qual a percentagem de cobre na referida liga metálica? 28. O iodeto de cobre(I), não é suficientemente estável para ser armazenado durante muito tempo e por isso prepara-se, quando é necessário, a partir de sulfato de cobre (II) e iodeto de hidrogénio.

2 CuSO4 + 4HI ⎯→ 2CuI + 2 H2SO4 + I2 Se forem usados 52,0 g de sulfato de cobre (II), determine: a) a massa de HI necessária; b) a massa de cada um dos produtos produzidos. 29. Misturaram-se 81,0 g de alumínio com 1,25 mol de óxido de ferro (III), Fe2O3, tendo-se obtido 60,0 g de ferro.

2 Al + Fe2O3 ⎯→ Al2O3 + 2 Fe a) Qual o reagente limitante? b) Qual a massa do reagente em excesso? c) Qual o rendimento da reacção? 30. O C2H3Cl, policloreto de vinilo (PVC) constitui cerca de 90% do material utilizado na confecção de garrafas, não recicláveis, usadas na embalagem de águas. Existindo o hábito de queimar as garrafas vazias de PVC, e sendo CO2, H2O e HCl os principais produtos dessa combustão, que massa de HCl é lançada, por ano, para a atmosfera, por uma família que queima, mensalmente, 1 Kg de garrafas, sabendo que metade fica sob a forma de cinzas? 31. Uma amostra de zinco impuro de massa 4,10 gramas reagiu com excesso de solução de ácido clorídrico, de acordo com a equação: Zn(s) + 2 HCI(aq) ⎯→ ZnCl2(aq) + H2(g) O volume de di-hidrogénio (H2) obtido foi 1,22 dm3, medido à pressão de 1,00 atm e 0 ºC (as impurezas não reagiram). Calcule a percentagem de zinco puro na amostra. (Exame de 12. "Ano – 1993) 32. A combustão de um hidrocarboneto saturado é traduzida por:

CnH2n+2 + Error! O2 ⎯→ n CO2 + (n + 1) H2O Quando se queima um determinado alcano, a relação entre a massa de dióxido de carbono e a de água é 88145. Identifique o alcano analisado. (Butano – C4H10) 33. O sulfato de alumínio pode ser produzido por acção do ácido sulfúrico sobre o cloreto de alumínio:

AlCl3 (aq) + H2SO4 (aq) ⎯→ Al2(SO4)3 (aq) + HCl (aq) Como é muito solúvel em água, é necessário evaporar a solução até à secura, o que elimina o ácido clorídrico, volátil. Para eliminar a água é necessário aquecer a mais de 200 ºC. Numa preparação usaram-se 41,67 g de cloreto de alumínio, com 10% de impurezas. a) Acerte o esquema químico dado. b) Calcule o número de moles de ácido sulfúrico que foi utilizado. c) Obtiveram-se 42,54 g de sulfato de alumínio puro. Qual foi o rendimento da reacção.


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SOLUÇÕES 1: 40 g. 2: a) 14,2 g; b) 2,41x1023 iões HO-. 3: 28,3 dm3. 4. a) 50 g; b) 0,8 mol; c) 1,44x1024 átomos O; d) 9 L. 5: a) 1,12 dm3; b) 3,27 g. 6: 3,46 g e 4,57 dm3. 7. a) coeficientes: 2,3,2; b) 494 g; c) 974 g; d) 25,5% de Fe. 8. a) coeficientes: 4,3,1; b) 45 g. 9. a) 22%; b) 4,0x1023 moléculas; 4,8x1023 átomos H; 1,2x1024 átomos (total). 10: NaCl, 8,8 mg. 11: 5,86 g. 12.a) 4,9x10-3 mol de Zn; b) 0,47 g. 13: a) 4,7 g de CaO; b) 1,1 g (NH3), 3,6 g (CaCl2) e 0,6 g (H2O). 14: a) coeficientes: 1,5,3,4; b) 176 g; c) 2240 L; d) 370 g. 15: 73 %. 16: a) 2,71 g; b) 8,83 g de CaCO3; c) 74 %. 17: 75 %. 18: 9,9 g. 19: 98,8 %. 20: 40 %. 21: a) 4,86 g; b) Não (1532 > 1500 cm3). 22: 24,4 g. 23: 489,5 kg. 24: a) 1,00 dm3; c) 41,1 g. 25: 98,8 %. 26: CaCO3 = 37,6 % e NaHCO3 = 62,4 %. 27: a) coeficientes 2,6,2,3; b) 4,7 %. 28. a) 83,3 g; b) 62,0 g (CuI); 31,9 g (H2SO4); 41,3 g (I2); 29. a) Qual o reagente limitante?; b) 6,2 g; c) 18,8 g; 30. 3153,6 g/Ano; 31. 79,5%; 32. Butano – C4H10; 33. b) 0,42 mol; c) 88,5%

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