Exercícios propostosQuímicacapítulo 1

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72. (Ufmg) Uma amostra de sulfato de sódio, Na2SO4, impura, com massa de 2,53 g, é dissolvida em água. A solução resultante é, então, tratada com cloreto de bário, BaCl2, em excesso. Nessa reação, obtêm-se 2,33 g de sulfato de bário, BaSO4

Durante o processo, ocorre a reação química repre-sentada nessa equação:

Na2SO4(aq) + BaCl2(aq) → 2 NaCl(aq) + BaSO4(s)

As massas molares das substâncias envolvidas no processo estão representadas neste quadro:

Substância Massa molar / (g/mol)

Na2SO4 142,0

BaCl2 208,0

NaCl 58,5

BaSO4 233,0

Suponha que a reação ocorre com 100 % de rendimento.Considerando-se essas informações, é correto afir-

mar que a massa da impureza presente na amostra de sulfato de sódio é de a) 0,99 g. b) 1,11 g.

c) 1,42 g. d) 1,54 g.

73. (Uece) A massa de sulfato de cálcio obtida, quando se trata 185 g de hidróxido de cálcio contendo 40% de impu-rezas, por excesso de solução de ácido sulfúrico, é de:

(Massas atômicas (u): Ca = 40; S = 32; O = 16; H = 1) a) 204 g b) 136 g

c) 36 g d) 111 g

74. (Ufrgs) O acetileno, gás utilizado em maçaricos, pode ser obtido a partir do carbeto de cálcio (carbureto) de acordo com a equação.

CaC2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + C2H2

Utilizando-se 1 kg de carbureto com 36% de impure-zas, o volume de acetileno obtido, nas CNTP, em litros, é de aproximadamente.

Dados: Massas molares C=12 g/mol; Ca=40 g/mol; H=1 g/mol a) 0,224 b) 2,24 c) 26

d) 224 e) 260

75. (Ufg) Fertilizantes comumente empregados na agri-cultura são comercializados em termos das porcenta-gens em massa de nitrogênio, pentóxido de fósforo e óxido de potássio. Por exemplo, um fertilizante com 5% de P2O5 é representado como 00-05-00. Com base nestas informações, qual é a massa de fósforo em 1,0 ton de um fertilizante 00-26-00, com 15% de pureza?

76. (Mackenzie) A figura abaixo representa simplifica-damente um alto forno, uma espécie de cilindro verti-cal de grande altura, utilizado na indústria siderúrgica, dentro do qual a hematita, um minério de ferro com-

posto de 70% de óxido de ferro (III) (Fe2O3) e impurezas como a sílica (SiO2) e a alumina (Al2O3), é transformada, após uma série de reações, em ferro gusa (Fe). Na entrada do alto forno, são colocados carvão coque (C) isento de impurezas, calcário (CaCO3) e hematita.

Entrada do alto forno

Saída de gáscarbônico

Injeção de ar

Saída daescóriaSaída do

ferro gusa

Injeção de ar

500 °C

1 200 °C

1 650 °C

Na tabela abaixo aparecem as temperaturas, as equa-ções das reações químicas que ocorrem no alto forno bem como o processo ocorrido.

Temperatura Processo ocorrido Equações

1600 °C Formação do gás redutor

2 C + O2 → 2 CO

700 °C Redução do ferro

Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2

1000 °C Formação da escória (CaSiO3

e CaAl2O4)

CaCO3 → CaO + CO2

CaO + SiO2 → CaSiO3

CaO + Al2O3 → CaAl2O4

De acordo com o texto e com o processo ilustrado anteriormente, para se obter 28 kg de ferro gusa, além dos demais reagentes, será necessário adicionar, ao alto forno,

Dados: massas molares (g/mol): C = 12, Fe = 56 e Fe2O3 = 160. a) 40 kg de hematita. b) 24 kg de carvão coque. c) 70 kg de hematita. d) 9 kg de carvão coque. e) 18 kg de hematita.

77. (Cesgranrio) Na obtenção de ferro gusa no alto forno de uma siderúrgica utilizam-se, como matérias-primas, hematita, coque, calcário e ar quente. A hematita é cons-tituída de Fe2O3 e ganga (impureza ácida rica em SiO2), com o calcário sendo responsável pela eliminação da impureza contida no minério e pela formação do redu-tor metalúrgico para a produção do ferro gusa, de acordo com as seguintes reações:

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CaCO3 →∆ CaO + CO2

CO2 + C (coque) → 2CO (redutor metalúrgico)

CaO + SiO2 (ganga) → CaSiO3 (escória)

Fe2O3 + 3CO → 3CO2 + 2Fe (gusa)

Nesse processo de produção de ferro gusa, para uma carga de 2 toneladas de hematita com 80% de Fe2O3 a quantidade necessária de calcário, em kg, contendo 70% de CaCO3, será:

Dados: Massas molares Ca=40 g/mol; O=16 g/mol; C=12 g/mol; Fe=52 g/mol a) 2.227 b) 2.143 c) 1.876 d) 1.428 e) 1.261

78. (Mackenzie) No ataque a 1,25 g de calcário (CaCO3 impuro), são consumidos 100 mL de ácido sulfúrico 0,1 mol/L. O número de mols de ácido que reagem, a massa de sal que reage e a pureza do calcário são, respectiva-mente, iguais a:

(Massas Molares: H2SO4=98 g/mol e CaCO3=100 g/mol) a) 0,01 mol, 1,125 g e 90% b) 0,1 mol, 0,025 g e 20% c) 0,01 mol, 1,0 g e 80% d) 0,1 mol, 1,25 g e 100 % e) 0,1 mol, 0,125 g e 80%

79. (Uerj) Para prevenção do bócio, doença causada pela falta de iodo no organismo, recomenda-se a adição de 0,005%, em massa, de iodato de potássio ao sal de cozi-nha. O iodato de potássio é produzido pela reação entre o iodo molecular e o hidróxido de potássio, que forma também água e iodeto de potássio.

Escreva a equação química completa e balanceada para a obtenção do iodato de potássio e determine a massa, em gramas, do íon iodato presente em 1 kg de sal de cozinha.

80. (Uftm) O cloreto de cálcio, por ser um sal higroscó-pico, absorve umidade com facilidade. Devido a essa pro-priedade, é utilizado como agente secante nos laborató-rios de química e pode ser preparado a partir da reação de calcário com ácido clorídrico.

CaCO3(s) + 2 HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

A partir do resfriamento da solução aquosa de clo-reto de cálcio, resultante da reação apresentada, forma-se o CaCl2(s).a) Descreva os processos de separação envolvidos na

obtenção do sólido CaCl2 .b) Calcule a massa de cloreto de cálcio que pode ser obtida a partir da reação de 625 g de calcário contendo 80% de CaCO3 com excesso de solução de HCl.

81. (Uff) O bicarbonato de sódio é convertido a carbo-nato de sódio após calcinação, de acordo com a reação não balanceada a seguir

NaHCO3 → Na2CO3 + CO2↑ + H2O↑A calcinação de uma amostra de bicarbonato de sódio

de massa 0,49 g, que contém impurezas, produz um resí-duo de massa 0,32 g. Se as impurezas da amostra não são voláteis à temperatura de calcinação, pede-se:

a) os valores que tornam a equação balanceada;b) por meio de cálculos, o percentual de bicarbonato na

amostra original.

82. (Uff) O teor de piperazina existente no produto comercial pode ser determinado por precipitação e pesa-gem do diacetato de piperazina (206,0 g · mol–1).

HN

NH

+ 2CH3COOH Diacetato de piperazina

Em um experimento, 0,32 g da amostra de piperazina foi dissolvida em 25,0 mL de acetona e 1,0 mL de ácido acético foi adicionado. Após cinco minutos, o precipi-tado foi filtrado, lavado com acetona e secado a 110 °C, originando um resíduo de 0,71 g.

Com base nessas informações de:a) o percentual de piperazina na amostra original;b) a composição centesimal da piperazina.

83. (Pucrj) Para responder à questão, utilize a tabela a seguir, que indica a solubilidade, em água e na tempe-ratura ambiente, dos sais formados pelos pares ânion-cátion, onde (aq) indica um sal solúvel em água e (s) um sal insolúvel ou muito pouco solúvel em água.

Cl– S2- (CO3)2- (SO4)2- (PO4)3-

Li+ (aq) (aq) (aq) (aq) (aq)

K+ (aq) (aq) (aq) (aq) (aq)

NH4+ (aq) (aq) (aq) (aq) (aq)

Ba2+ (aq) (s) (s) (s) (s)

Ca2+ (aq) (s) (s) (s) (s)

Cu2+ (aq) (s) (s) (aq) (s)

O fosfato de cálcio é a substância principal que forma a estrutura dos ossos. Esse sal pode ser preparado, por exemplo, ao se juntar calcário contendo 300 g de carbo-nato de cálcio com 1,0 L de ácido fosfórico comercial (que é uma solução aquosa de densidade igual a 1,68 g mL-1 e que contém 87,5% em massa de H3PO4). Sobre essa rea-ção, que ainda produz água e gás carbônico, responda:

Dados: M(CaCO3) = 100 g mol-1 e M(H3PO4) = 98 g mol-1

a) Escreva a equação da reação que ocorre entre o ácido fosfórico e o carbonato de cálcio.

b) Calcule o número de mols de H3PO4 na quantidade de ácido fosfórico comercial utilizado na reação.

c) Indique o reagente limitante da reação.d) Calcule a quantidade, em mol, de fosfato de cálcio

que seria produzida considerando a reação completa.

84. (Ime) A reação de 124 g de fósforo branco com uma solução de ácido nítrico gera óxido nítrico e 98 g de ácido fosfórico. Sabendo que o rendimento da reação é 100%, determine o grau de pureza do fósforo.

85. (Unifesp) O cálculo renal, ou pedra nos rins, é uma das doenças mais diagnosticadas por urologistas. A com-

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posição do cálculo pode ser determinada por análises químicas das pedras coletadas dos pacientes. Considere as análises de duas amostras de cálculo renal de diferen-tes pacientes.

Amostra I

Análise elementar por combustão.Resultado: presença de ácido úrico no cálculo renal.

Amostra II

Decomposição térmica:massa inicial da amostra: 8,00 mgmassa do resíduo sólido final: 4,40 mgResultado: presença de oxalato de cálcio, CaC2O4, no

cálculo renal.

HN

NH

O

O

NH

ONH

ácido úrico

a) Escreva a equação balanceada da reação de combustão completa do ácido úrico, onde os produtos de reação são água, gás nitrogênio (N2) e gás carbônico (CO2).

b) Determine o teor percentual, em massa, de oxalato de cálcio na amostra II do cálculo renal, sabendo-se que os gases liberados na análise são CO e CO2, provenientes exclusivamente da decomposição térmica do CaC2O4.

86. (Fei) O clorato de potássio pode ser decomposto ter-micamente pela equação:

2 KClO3(s) → 2 KCl(s) + 3 O2(g)

A decomposição total de 9,8 g de KClO3 impurificado por KCl produz 2,016 L de O2 medidos nas condições nor-mais de temperatura e pressão.

Dados: massas atômicas (u.m.a): K = 39; Cl = 35,5; O = 16

Assinale a alternativa falsa: a) a % de pureza desse clorato é 75%. b) a massa de KCl resultante é 6,92 g. c) a massa de O2 produzida é 2,88 g. d) o n0. de mol de KCl resultante é 0,06. e) o rendimento da reação é 100%.

87. (Pucrj) O elemento boro pode ser preparado pela redução do B2O3, segundo a equação abaixo.

B2O3 + 3Mg → 2B + 3 MgOPartindo-se de 262,5 g do óxido de boro em excesso de

magnésio, obteve-se 33 g de B, o que significa que o ren-dimento percentual (%) da reação foi mais próximo de: a) 30 b) 35 c) 40

d) 45 e) 50

88. (Uftm) O carbonato de sódio, importante matéria--prima na fabricação de vidros, pode ser produzido a partir da reação do cloreto de sódio, amônia e gás carbô-

nico, processo químico conhecido como processo Solvay. São apresentadas duas etapas deste processo.

Etapa I: NaCl + CO2 + NH3 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl

Etapa II: 2 NaHCO3 →∆ Na2CO3 + CO2 + H2OConsiderando que o rendimento da etapa I é 75% e

o da etapa II é 100%, a massa de carbonato de sódio, em kg, que pode ser produzida a partir de 234 kg de cloreto de sódio é a) 159. b) 212. c) 283.

d) 318.

e) 424.

89. (Cesgranrio) O gás hidrogênio pode ser obtido em labora-tório a partir da reação de alumínio com ácido sulfúrico, cuja equação química não-ajustada é dada a seguir:

Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2 Um analista utilizou uma quantidade suficiente de

H2SO4 para reagir com 5,4 g do metal e obteve 5,71 litros do gás nas CNTP. Nesse processo, o analista obteve um rendimento aproximado de:

Dados: Al = 27 g/mola) 75% b) 80% c) 85%

d) 90%

e) 95%

90. (Cesgranrio) Num processo de obtenção de ferro a partir da hematita (Fe2O3), considere a equação não-balanceada:

Fe2O3 + C → Fe + CO

Utilizando-se 4,8 toneladas de minério e admitindo-se um rendimento de 80% na reação, a quantidade de ferro produzida será de:

Pesos atômicos (u): C = 12; O = 16; Fe = 56

a) 2688 kg b) 3360 kg c) 1344 t

d) 2688 t e) 3360 t

91. (Fei) O cobre é um metal encontrado na natureza em diferentes minerais. Sua obtenção pode ocorrer pela rea-ção da calcosita (Cu2S) com a cuprita (Cu2O) represen-tada a seguir:

Cu2S(s) + 2 Cu2O(s) → 6 Cu(s) + SO2(g)

Numa reação com 60% de rendimento, a massa de cobre obtida a partir de 200 g de calcosita com 20,5% de impureza e cuprita suficiente é:

Dados: O = 16 u; S = 32,0 u; Cu = 63,5 u.a) 58,9 g b) 98,2 g c) 228,6 g

d) 381,0 g e) 405,0 g

92. (Cesgranrio) O álcool etílico, C2H5OH, usado como combustível, pode ser obtido industrialmente pela fer-mentação da sacarose, representada simplificadamente pelas equações:

C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6

2C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

Partindo-se de uma quantidade de caldo de cana, que contenha 500 kg de sacarose, e admitindo-se um rendi-mento de 68,4%, a massa de álcool obtida em kg será:

Dados: C = 12 u; H = 1 u; O = 16 u

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a) 44 b) 46 c) 92

d) 107 e) 342

no garimpo do ouro em leito de rios, e na fabricação de componentes elétricos como lâmpadas, interruptores e retificadores.

Compostos iônicos contendo os cátions de mercú-rio (I) ou (II), respectivamente Hg2

2+ e Hg2+, são emprega-dos como catalisadores de importantes processos indus-triais ou ainda como fungicidas para lavoura ou produ-tos de revestimento (tintas).

O descarte desses compostos, de toxicidade relati-vamente baixa e geralmente insolúveis em água, tor-na-se um grave problema ambiental, pois algumas bac-térias os convertem na substância dimetilmercúrio (CH3HgCH3) e no cátion metilmercúrio (II) (CH3Hg+) que são altamente tóxicos. Esses derivados são incorporados e acumulados nos tecidos corporais dos organismos, pois estes não conseguem metabolizá-los.

O mercúrio é obtido a partir do cinábrio, minério ver-melho cujo principal componente é o sulfeto de mercú-rio (II), HgS. Minérios com alto teor de HgS são aqueci-dos em contato com cal (CaO), formando mercúrio metá-lico (Hg), sulfato de cálcio (CaSO4) e sulfeto de cálcio (CaS). Escreva a equação balanceada do processo des-crito. Determine a massa de mercúrio obtida a partir de 465 kg de sulfeto de mercúrio (II), considerando que o rendimento do processo é de 80%.

Dados: Hg = 200,5 g/mol; S = 32,0 g/mol; Ca = 40,0 g/mol; O = 16,0 g/mol.

96. (Pucmg) O álcool etílico (C2H5OH), usado como com-bustível, pode ser obtido industrialmente pela fermen-tação da sacarose (C12H22O11), representada simplificada-mente pelas equações:

C12H22O11 + H2O → 2 C6H12O6

2 C6H12O6 → 4 C2H5OH + 4 CO2Partindo-se de uma quantidade de caldo de cana que

contenha 5 mols de sacarose e admitindose um rendi-mento de 80%, o número de mols de álcool etílico obtido será igual a:

Dados: C = 12 u; H = 1 u; O = 16 u.

a) 20 b) 16 c) 10 d) 8

97. (Uff) Em certo processo de produção do ácido acé-tico, o oxigênio é borbulhado numa solução de acetal-deído, sob determinada pressão, a 60° C, na presença de acetato de magnésio como catalisador.

Considere uma experiência em que 20,0 g de acetal-deído e 10,0 g de oxigênio foram colocados num reci-piente, onde ocorreu a reação descrita acima, e deter-mine a massa, em grama:a) de ácido acético produzido, supondo que o

rendimento da reação foi de 75%;b) do reagente, em excesso.

98. (Ufal) A transformação de enxofre em trióxido de enxofre se dá em duas etapas:

S s O g SO

SO O SOcatalisador

( ) ( )+ →

+ →

2 2

2 2 312

Dados: Massas moleculares (g/mol); Enxofre = 32 ; Oxigênio = 16

93. (Uel) O ácido acetilsalicílico (AAS), comumente cha-mado de aspirina, é obtido a partir da reação do ácido salicílico com anidrido acético. Essa reação é esquemati-zada do seguinte modo:

ácidoC H O s C H O

salícilico anidrido acético

ácido ac7 6 3 4 6 3( )

+ →

→ eetilsalicilico ácido acéticoC H O CH COOH9 8 4 3

+

a) Qual é o reagente limitante da reação, partindo-se de 6,90 g de ácido salicílico e 10,20 g de anidrido acético? Justifique sua resposta apresentando os cálculos.

b) Foram obtidos 5,00 g de AAS. Calcule o rendimento da reação.

94. (Unifesp) A prata é um elemento muito utili-zado nas indústrias de fotografia e imagem e seu des-carte no meio ambiente representa risco para orga-nismos aquáticos e terrestres. Por ser um dos metais com risco de escassez na natureza, apresenta um alto valor agregado. Nesses aspectos, a recuperação da prata de resíduos industriais e de laboratórios asso-cia a mitigação do impacto ambiental à econômica. O fluxograma representa o tratamento de um resíduo líquido que contém íons de prata (Ag+) e de sulfato (SO4

2–) em meio aquoso.

Resíduo aquoso

NaCl(aq)

NaOH(aq)

AgCl(s) Filtrado

Aquecimento

Óxido deprata

Filtrado

a) Escreva as equações das reações, devidamente balanceadas, da formação do cloreto de prata e do óxido de prata.

b) No tratamento de um resíduo aquoso que continha 15,6 g de sulfato de prata, foram obtidos 8,7 g de óxido de prata. Calcule o rendimento em Ag2O deste processo.

95. (Pucsp) A produção de lixo decorrente das ativi-dades humanas é responsável por sérios problemas ambientais causados pela liberação inadequada de resí-duos residenciais ou industriais.

Um dos resíduos industriais que merece destaque na contaminação do ambiente é o metal mercúrio e seus compostos. O mercúrio tem larga aplicação como eletrodo do processo de obtenção do cloro gasoso (Cl2) e da soda cáustica (NaOH) a partir da eletrólise da sal-moura (NaCl(aq)). O metal mercúrio também é utilizado

82

Calcule a massa de SO3 que pode ser obtida a partir de 64 g de enxofre sabendo que a 1a reação representada é total e a 2a reação tem um rendimento de 50%, em mols, em relação ao SO2.

99. (Ufc) O manganês é um metal de transição com ele-vada importância na indústria siderúrgica, sendo utili-zado na composição de ligas metálicas para a produção de aço. Na natureza, sua principal fonte é o minério piro-lusita (MnO2), que é empregado para a obtenção de ferro-manganês, de acordo com a seguinte reação:

MnO s Fe O s C s Mn s Fe s C2 2 3 5 2 5( ) ( ) ( ) ( ) ( )+ + → + +ferromanganês� ��� ���

OO g( )

a) Quantos elétrons estão envolvidos nessa reação?b) Em uma reação com 70% de rendimento, qual é a

massa (em gramas) de ferro que é obtida a partir de 173,8 g de pirolusita com 20% de impurezas?

100. (Ufpr) O álcool ciclohexanol (C6H11OH, de massa molar igual a 100 g mol-1), ao ser aquecido em meio que contém ácido sulfúrico, converte-se em ciclohexeno (C6H10, de massa molar igual a 82 g mol-1), com um rendi-mento de 75% (m/m).

a) Demonstre, com uma casa decimal, qual a massa de ciclohexanol comercial, de pureza 95% (m/m), que é necessária para a produção de 30 g de ciclohexeno.

b) Demonstre, com uma casa decimal, a pureza do ciclohexeno obtido.

c) Considerando as massas atômicas de H = 1 u, C = 12 u e O = 16 u, calcule o número de moléculas da outra substância produzida nessa reação.

101. (Pucrj) Considere a reação a seguir:

CHCl3(g) + Cl2(g) → CCl4(g) + HCl(g)

a) Ao reagir 11,9 g de CHCl3 em um ambiente contendo gás cloro em excesso, qual a massa de CCl4(g) e de HCl(g) produzida se a reação apresentar 75% de rendimento?

b) Quais os nomes das substâncias CHCl3 e CCl4 segundo a IUPAC?

c) Que tipo de ligação química existe entre os átomos de H e de Cl na molécula de HCl?Dados: C = 12 u; H = 1 u; Cl = 35,5 u.

102. (Ufg) A combustão da gasolina e do óleo diesel libera quantidades elevadas de poluentes para a atmos-fera. Para minimizar esse problema, tem-se incentivado a utilização de biocombustíveis como o biodiesel e o eta-nol. O etanol pode ser obtido a partir da fermentação da sacarose, conforme a equação não balanceada apresen-tada a seguir.

C12H22O11(s) + H2O(l) → C2H6O(l) + CO2(g)Considerando-se o exposto e o fato de que uma

indústria alcooleira utilize 100 mols de sacarose e que o processo tenha rendimento de 85%, conclui-se que a quantidade máxima obtida do álcool será de a) 27,60 kg. b) 23,46 kg. c) 18,40 kg.

d) 15,64 kg. e) 9,20 kg.

103. (Mackenzie) A calcita é um mineral encontrado na forma de cristais e em uma grande variedade de formas, como também nas estalactites e estalagmites. É o prin-cipal constituinte dos calcários e mármores, ocorrendo também em conchas e rochas sedimentares. Pelo fato de

ser composta por CaCO3, a calcita reage facilmente com HCl formando cloreto de cálcio, gás carbônico e água.

Considerando que uma amostra de 10 g de calcita, extraída de uma caverna, ao reagir com quantidade sufi-ciente de HCl produziu 1,792 L de gás carbônico, medido nas CNTP, é correto afirmar que, essa amostra apresen-tava um teor de CaCO3 da ordem de

Dado: massa molar (g/mol) CaCO3 = 100 a) 75% b) 80% c) 85% d) 90% e) 95%

104. (Upf) No dia 18 de abril de 2013, nos Estados Uni-dos, ocorreu uma explosão em uma planta industrial de produção de amônia para emprego na produção de fertilizantes.

Um processo químico deve ser exaustivamente tes-tado em laboratório antes de ser implantado na indús-tria. Um desses testes envolve justamente o cálculo do rendimento que a reação irá apresentar nas condições em que será realizada. Como um exemplo, pode-se citar a reação que emprega 40 L de gás nitrogênio (N2(g)), com quantidade suficiente de gás hidrogênio (H2(g)), que é rea-lizada sob pressão de 350 atm e temperatura de 773,15 K, e fornece um volume de gás amônia (NH3(g)) igual a 40 L.

Sabendo que o volume molar dos gases, nas con-dições do processo, é de 0,18 L mol-1, assinale a alterna-tiva que indica corretamente o rendimento da referida reação: a) 25% b) 75% c) 50% d) 20% e) 100%

105. (Uepg) Com base na equação química apresentada abaixo, considerando reagir 28 gramas de N2 com 8 gra-mas de H2 assinale o que for correto.

1 N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g)Dados: 1 mol de N2 = 28 g; 1 mol de H2 = 2 g; 1 mol de

NH3 = 17 g01. As massas reagentes propostas estão em

concentrações estequiométricas. 02. O N2 é o reagente limitante. 04. Existe um excesso de 4 gramas de H2.08. Após o término da reação tem-se 34 gramas de

amônia.

83

106. (Ufg) A equação que descreve uma reação de fotos-síntese é apresentada a seguir, adaptada para repre-sentar todas as transformações químicas que ocorrem neste fenômeno:

6 CO2(g) + 6 H2O(l) + Energia →

→ C6H12O6(s) + 6 O2(g)

No entanto, existem bactérias que realizam a fotos-síntese utilizando ácido sulfídrico no lugar de água. Con-siderando-se o exposto,a) escreva a equação química de fotossíntese quando se

utiliza ácido sulfídrico no lugar da água;b) qual será a quantidade em massa de glicose e de gás

oxigênio produzida na fotossíntese, se a quantidade, em mol, de gás carbônico envolvida na reação de fotossíntese for aumentada em 25%?

107. (Uftm) O titânio, à temperatura ambiente, tem estrutura cristalina hexagonal compacta (figura 1), cha-mada de fase alfa, a qual é estável até 882 °C; acima dessa temperatura, a estrutura muda para cúbica de corpo centrado (figura 2), chamada de fase beta. O titânio não é tóxico, mas, apesar de fisiologicamente inerte, o pó é carcinogênico. Outra consequência importante da sua atoxidade é a utilização desse metal e suas ligas como biomaterial, devido à excelente resistência à corrosão e alta biocompatibilidade.

(Química Nova On-line, vol. 30, n.º 2, 2007. Adaptado.)

Figura 1

Figura 2

Na indústria, o titânio é obtido pelo processo Kroll, a partir do minério ilmenita (FeTiO3) processo represen-tado pelas equações:

2 FeTiO3 + 7 Cl2 + 6 C → 2 TiCl4 + 2 FeCl3 + 6 CO

TiCl4 + 2 Mg → Ti + 2 MgCl2a) Indique o nome do fenômeno que ocorre com

o titânio por apresentar diferentes estruturas (figuras 1 e 2), bastante comum em diversos outros elementos na natureza. Compare as diferenças nas propriedades do titânio e de seu minério quanto à condutividade térmica.

b) Considerando o rendimento da reação como 100%, calcule a massa aproximada de titânio que pode ser obtida a partir de 760 kg de ilmenita.

108. (Uepg) Considerando-se a reação representada abaixo, que ocorre em um ambiente fechado e sob aque-cimento, e os dados Fe = 56 u e S = 32 u assinale o que for correto.

Fe S FeS(s) (s) (s)+ →∆01. Os reagentes são substâncias simples. 02. A composição em peso do produto FeS é 36,4% de S e

63,6% de Fe. 04. Se a reação entre 1 mol de Fe e 1 mol de S resultar na

formação de 88 g de FeS, o processo estará de acordo com a lei de Lavoisier.

08. A síntese do FeS ocorre com transferência de elétrons.

16. Trata-se de um fenômeno físico catalisado pelo aquecimento.

109. (Uepg) Dadas as equações abaixo, após o seu balan-ceamento, assinale o que for correto.

I. H2 + O2 → H2O

II. CaCO3 →∆ CaO + CO2

III. P + O2 → P2O5

01. Nas equações (I) e (III) são consumidos 2 mols de O2.02. 4 mols de P reagem na formação de 2 mols de P2O5. 04. 3 mols de CO2 são liberados na decomposição de 2

mols de CaCO3. 08. 1 mol de H2O se forma para cada mol de H2 reagente. 16. Na equação (I) os reagentes encontram-se na razão

1:1.

110. (Ufpe) O silano (SiH4) é preparado comercialmente pela reação de SiO2 com alumínio e hidrogênio sob alta pressão e alta temperatura, de acordo com a equação química não balanceada:

H2(g) + SiO2(s) + Al(s) → SiH4(g) + Al2O3(s)

Quando esta reação ocorre num recipiente fechado: )( cada mol de silano produzido consome dois mols de

hidrogênio.

)( a relação molar entre o alumínio metálico e o óxido de alumínio é de 2:1.

)( a pressão final é metade da pressão inicial, se os gases forem ideais.

)( não é possível balancear a reação, pois o elemento hidrogênio não está presente em todos os produtos.

)( a pressão parcial de H2(g) não varia durante a reação.

111. (Ufg) As pérolas contêm, majoritariamente, entre diversas outras substâncias, carbonato de cálcio (CaCO3). Para obtenção de uma pérola artificial composta exclusi-vamente de CaCO3, um analista, inicialmente, misturou 22 g de CO2 e 40 g de CaO. Nesse sentido, conclui-se que o reagente limitante e a massa em excesso presente nessa reação são, respectivamente,

a) CO2 e 22 g b) CaO e 10 g c) CO2 e 12 g d) CaO e 20 g e) CO2 e 8 g

84

112. (Ufrgs) Observe a reação abaixo que ilustra a sín-tese do paracetamol.

HO

NH2

+O

O

O

p-aminofenolM = 109 g mol–1

anidrido acéticoM = 102 g mol–1

paracetamolM = 151 g mol–1

ácido acéticoM = 60 g mol–1

HO

+ CH3CO2HO

HN

Foi realizada uma síntese de paracetamol usando 218 g de p-aminofenol e 102 g de anidrido acético. Conside-rando que, para cada comprimido, são necessários 500 mg de paracetamol, qual a quantidade máxima de com-primidos que pode ser obtida? a) 204. b) 218. c) 302. d) 422. e) 640.

113. (Ucs) Um analista precisa realizar a determinação de sulfato de tálio I presente em pesticidas utilizados na eliminação de ratos e de baratas. A dissolução de 10 g do pesticida em água, seguida da adição de iodeto de sódio em excesso, leva à precipitação de 1,2 g de iodeto de tálio I, de acordo com a equação química representada abaixo.

Tl2SO4(aq) + 2 Nal(aq) → 2 Tl(s) + Na2SO4(aq)Qual é a porcentagem aproximada, em massa, de sul-

fato de tálio I, na amostra do pesticida?Dados: Tl =204 u; O = 16 u; S = 32 u; I = 127 u.

a) 1,2% b) 3,0% c) 5,4% d) 9,1% e) 11,4%

114. (Unifesp) A figura apresenta um esquema de equi-pamento utilizado para determinação de carbono e hidrogênio em uma determinada amostra de um com-posto orgânico (constituído por C, H e O) com massa molar 90 g/mol. A amostra no forno sofre combustão completa com excesso de gás oxigênio. No equipamento, o interior das regiões A e B contém substâncias sólidas para reter por completo, respectivamente, a água e o gás carbônico produzidos na combustão.

O2 →

Forno

A Bmassa amostra

180 mg

a) Determine a fórmula molecular do composto orgânico analisado, sabendo-se que as massas

de água e gás carbônico produzidas foram respectivamente 36 mg e 176 mg.

b) O compartimento B contém a substância hidróxido de sódio. Escreva a equação da reação que lá ocorre, sabendo-se que é classificada como reação de síntese.

115. (Unicamp) Na 48a sessão da Comissão de Narcóti-cos e Drogas da ONU, os EUA encabeçaram uma ‘coali-zão’ que rejeitou a proposta feita pelo Brasil de incluir os programas de redução de danos no conceito de Saúde como um direito básico do cidadão. A redução de danos é uma estratégia pragmática para lidar com usuários de drogas injetáveis. Disponibiliza seringas descartáveis ou mesmo drogas de forma controlada. Procura manter o viciado em contato com especialistas no tratamento médico e tem o principal objetivo de conter o avanço da Aids no grupo de risco, evitando o uso de agulhas infecta-das. Apesar de soar contraditório à primeira vista, o pro-grama é um sucesso comprovado pela classe científica. O Brasil é um dos países mais bem-sucedidos na estra-tégia, assim como a Grã-Bretanha, o Canadá e a Austrá-lia. O Ministério da Saúde brasileiro, por exemplo, estima que os programas de redução de danos foram capazes de diminuir em 49% os casos de Aids em usuários de drogas injetáveis entre 1993 e 2002. A posição norte-americana reflete as políticas da Casa Branca, que se preocupou, por exemplo, em retirar a palavra “camisinha” de todos os sites do governo federal. Essa mesma filosofia aloca recursos para organizações americanas de combate à Aids que atuam fora dos EUA, pregando a abstinência e a fidelidade como remédios fundamentais na prevenção da doença.

(Adaptado de Arthur Ituassu, EUA atacam programas de combate à AIDS. “Jornal do Brasil”, 12/03/2005.)

O texto mostra a grande controvérsia mundial a respeito das medidas a serem adotadas na redução de danos à saúde. O uso de drogas injetáveis é o principal alvo dos programas governamentais. Entretanto, o con-sumo de drogas de qualquer natureza é uma questão de saúde pública. Orgânica e fisicamente, sob efeito do ecstasy (C11H15O2N), por exemplo, o indivíduo sente seu corpo energizado pelo aumento do metabolismo, o que pode elevar a sua temperatura corporal a até incríveis 6 oC acima da temperatura normal (hipertermia), além de estimular uma atividade física intensa e a ingestão de grandes quantidades de água. Essa ingestão excessiva de água pode provocar a deficiência de sódio no organismo (hiponatremia), um processo, algumas vezes, letal. Pes-quisas recentes com macacos mostraram que a ingestão de uma dose de 22 mg de ecstasy por kg de massa corpó-rea mataria 50% dos indivíduos (LD50). Isso, entretanto, não significa que um indivíduo, necessariamente, mor-reria ao consumir o equivalente à sua LD50. Tampouco garante que ele não venha a morrer com apenas um comprimido de ecstasy ou menos.a) A ingestão de água pode contornar algum dos

problemas relativos ao uso do ecstasy? Justifique.b) Considerando que um comprimido de ecstasy

contenha, em média, 5 . 10-4 mol da droga, qual seria, aproximadamente, a LD50 (em comprimidos) relativa a uma pessoa que pesa 56 kg? Dados: considere válida a LD50 dada no enunciado para o ser humano, massas molares em g mol-1: C = 12, H = 1, O = 16 e N = 14.

116. (Unicamp) “Pegada de carbono”, do Inglês carbon footprint, é a massa de gases do efeito estufa emitida por uma determinada atividade. Ela pode ser calculada para

85

uma pessoa, uma fábrica, um país ou qualquer disposi-tivo, considerando-se qualquer intervalo de tempo. Esse cálculo, no entanto, é bem complexo e requer informa-ções muito detalhadas. Por isso, no lugar da pegada de carbono, utiliza-se o fator de emissão de CO2, que é defi-nido como a massa emitida de CO2 por atividade. Uma pessoa, por exemplo, tem um fator de emissão de cerca de 800 gramas de CO2 por dia, catabolizando açúcar (CH2O)n e gordura (CH2)n.

a) Tomando por base os dois “combustíveis humanos” citados (açúcar e gordura), qual deles teria maior fator de emissão de CO2, considerando-se uma mesma massa consumida? Justifique.

b) Uma pessoa utiliza diariamente, em média, 150 gramas de gás butano (C4H10) cozinhando alimentos. O fator de emissão de CO2 relativo a esse cozimento é maior, menor ou igual ao da catabolização diária do ser humano indicada no texto? Justifique.

117. (Ufmg) O tipo mais comum de cálculo renal — popu-larmente conhecido como “pedra nos rins” — é formado por oxalato de cálcio, ou etanodioato de cálcio, que se precipita no trato urinário, quando as concentrações de íons cálcio e oxalato ficam muito elevadas. Íons mag-nésio podem, também, estar presentes na urina e, nesse caso, formar precipitados de oxalato de magnésio.

a) No ácido oxálico, ou ácido etanodioico, cuja fórmula molecular é C2H2O4, ambos os átomos de hidrogênio são ionizáveis. Represente a fórmula estrutural desse ácido, explicitando, se for o caso, a ocorrência de ligações múltiplas.

b) Escreva a equação química balanceada para a reação de íon oxalato com íon cálcio. Nessa equação, use a fórmula molecular para representar o íon oxalato.

c) Para determinar as concentrações de íons cálcio e magnésio em uma amostra de urina, esses íons foram precipitados como uma mistura de oxalatos. Esse precipitado foi, em seguida, aquecido e decompôs-se, dando origem a uma mistura de CaCO3 e MgO de massa igual a 0,0450 g. Dando continuidade ao experimento, aqueceu-se essa mistura a uma temperatura mais elevada e, então, obteve-se um resíduo sólido de CaO e MgO. de massa igual a 0,0296 g. Calcule a massa de íons cálcio precipitada na amostra de urina original. Para calcular massas molares relevantes, aproxime

as massas atômicas de valores inteiros.

118. (Ime) Pode-se obter ácido sulfúrico tratando sulfeto de arsênio, As2S3, com ácido nítrico. Além do ácido sul-fúrico, forma-se AsO4

3– e óxido nítrico. Calcule a quanti-dade máxima de sulfeto de arsênio que pode ser conver-tida por 10,0 kg de ácido nítrico.

119. (Ufsc) O químico francês Antoine Lavoisier (1743-1794) realizou uma série de experiências sobre a variação das massas nas reações químicas. Verificou um fato que se repetia também na natureza e concluiu que se tratava de uma lei, que ficou conhecida como Lei da Conserva-ção das Massas, ou Lei de Lavoisier. Em um experimento realizou-se a combustão completa de magnésio metá-lico, representada pela equação química não balanceada:

X Mg(s) + Y O2(g) → Z MgO(s)

Com relação ao experimento representado anterior-mente determine: os coeficientes X, Y e Z (números intei-ros), que tornam a equação química corretamente balan-

ceada, e a massa de oxigênio necessária para queimar 60,75 g de magnésio.

120. (Pucsp) Dados: massas molares (g/mol): CaCO3 = 100 g/mol; CO2 = 44 g/mol; HCl = 36,5 g/mol; 0 K = 273 °C e 273 K = 0 °C.

Constante dos gases ideais: R = 0,82 atm · L · mol–1 · K–1

O calcário é um minério que apresenta elevado teor de carbonato de cálcio (CaCO3) além de outras impurezas.

Uma amostra de 2,00 g de calcário foi tratada com 100 mL de solução aquosa de ácido clorídrico (HCl) de concentração 0,50 mol · L–1. O gás carbônico (CO2) obtido nesse processo foi armazenado em um recipiente de 4,1 L a 27 °C apresentando pressão parcial de 0,090 atm.

O teor de carbonato de cálcio nessa amostra de cal-cário é a) 50% b) 65% c) 75%

d) 90% e) 100%

121. (Ufg) Um químico misturou 1,00 g de estanho metá-lico (Sn) com 2,00 g de iodo (I2) sólido. Em seguida, obser-

vou-se a formação de um sólido alaranjado com fórmula

SnxIy. Considerando a seguinte equação química Sn(s) + 2

I2(s) → SnxIy(s) e que o excesso de Sn coletado foi de 0,53 g

determine os índices x e y para obter a fórmula empírica do composto formado.

122. (Espcex (Aman)) Reações conhecidas pelo nome de Termita são comumente utilizadas em granadas incen-diárias para destruição de artefatos, como peças de morteiro, por atingir temperaturas altíssimas devido à intensa quantidade de calor liberada e por produzir ferro metálico na alma das peças, inutilizando-as. Uma reação de Termita muito comum envolve a mistura entre alumínio metálico e óxido de ferro III, na proporção ade-quada, e gera como produtos o ferro metálico e o óxido de alumínio, além de calor, conforme mostra a equação da reação:

2 Al(s) + Fe2O3(s) → 2 Fe(s) + Al2O3(s) + calor

Reação de TermitaDados: Massas atômicas: Al = 27 u; Fe = 56 u e

O = 16 u.Entalpia Padrão de Formação:

H A O 1675,7 kJ mol

H Fe O 824, 2 kJ mol ;

H A 0 kJ mol

H Fe 0 kJ mol

0f 2 3

1

0f 2 3

1

0f

0 1

0f

0 1

�

�

∆ = − ⋅

∆ = − ⋅

∆ = ⋅∆ = ⋅

−

−

−

−

Considerando que para a inutilização de uma peça de morteiro seja necessária à produção de 336 g de ferro metálico na alma da peça e admitindo-se o alumínio como reagente limitante e o rendimento da reação de 100% em relação ao alumínio, a proporção em porcen-tagem de massa de alumínio metálico que deve com-por 900 g da mistura de termita supracitada (alumínio metálico e óxido de ferro III) numa granada incendiária, visando à inutilização desta peça de morteiro, é de a) 3% b) 18% c) 32% d) 43% e) 56%

86

123. (Cefet MG) No processo de obtenção do alumínio, metal utilizado na fabricação de latinhas de refrigeran-tes, ocorre uma etapa de extração do minério (bauxita) que gera um produto intermediário, a alumina (Al2O3) com 100% de rendimento. A equação não balanceada que descreve a redução do alumínio (eletrólise) envol-vida nesse processo é

Al2O3 + C → Al + CO2

Se a quantidade média de alumina na bauxita é de 45% em massa e cada latinha de refrigerante consome 0,49 mol de alumínio, então a massa de bauxita a ser reti-rada do ambiente para produzir 1.000 latinhas é, aproxi-madamente, em kg, igual a

Dados: Al = 27 u; O = 16 u. a) 11,3. b) 25,0. c) 50,0.

d) 55,5. e) 111,1.

124. (Unesp) Um procedimento muito utilizado para eli-minação de bactérias da água é a adição de cloro com produção de hipoclorito. O cloro pode ser produzido pela eletrólise de uma solução aquosa de íons cloreto, segundo a equação I:

I: 2Cl-(aq) + 2H2O(l) → 2OH-(aq) + Cl2(g) + H2(g)

Posteriormente, o Cl2 pode reagir com as hidroxilas

produzindo o hipoclorito.

II: 2OH-(aq) + Cl2(g) → Cl-(aq) + ClO-(aq) + H2O(l)

Calcule o volume de H2 produzido nas CNTP quando ocorre o consumo de 117,0 gramas de NaCl (massa molar = 58,5 g . mol-1) de acordo com a Equação I, e forneça a equação global que expressa a formação de hipoclorito a partir da eletrólise da solução de cloreto.

125. (Ufg) A análise do enxofre contido numa amostra de sacarina (C7H5NO3S) pode ser realizada segundo as seguintes etapas:

1. inicialmente, o enxofre é convertido em íons sulfato;2. a seguir, a solução que contém os íons sulfato

é tratada com uma solução de cloreto de bário, formando-se um precipitado;

3. o precipitado resultante é separado por decantação;4. a massa desse precipitado é determinada.

Considerando as etapas descritas acima,a) escreva a equação química que representa a

formação do precipitado da etapa 2;b) proponha um método alternativo para a etapa 3;c) se a massa do precipitado for de 1,675 g, quais serão a

massa e o teor de enxofre na amostra?

126. (Uepg) O gás metano (CH4), também conhe-cido como gás dos pântanos, pode ser obtido através da reação:

C(s) + 2H2(g) → CH4(g)

Considerando a reação em sistema fechado, e com base nas leis das combinações químicas, assinale o que for correto.

Dados: C = 12 u; H = 1 u 01. Quando na reação as massas de carbono e

hidrogênio são triplicadas, a massa de metano obtida deve ser igual a 48 g.

02. Se o produto obtido for 100% puro, haverá 6 átomos de carbono para 24 átomos de hidrogênio na molécula grama de metano.

04. Considerando-se a reação nas CNTP, são obtidos 22,4 litros de metano a partir de 12 g de C.

08. Nesta reação o produto formado é um composto molecular.

16. Para a reação de 1 mol de carbono reagente são necessárias 4 g de hidrogênio.

127. (Pucrj) Ferro gusa é o principal produto obtido no alto forno de uma siderúrgica. As matérias-primas uti-lizadas são: hematita (Fe2O3 mais impurezas), calcário

(CaCO3 mais impurezas), coque (C) e ar quente. Consi-

dere as principais reações que ocorrem no alto forno:

CaCO CaO CO

CO C 2 COFe O 3 CO 2 Fe 3 CO

3 2

2

2 3

Ferro Gusa(Ferro na forma

líquida contendo impurezas)

2

→ ++ →

+ → +

∆

a) A partir de uma tonelada de hematita com 10% de impurezas em massa, calcule a quantidade máxima, em kg, que se pode obter de ferro gusa (Fe mais 7%, em massa, de impurezas).

b) Escreva a fórmula dos agentes redutores nas reações de oxirredução.

c) Dentre os reagentes e produtos presentes, identifique e escreva a reação do anidrido com a água.

128. (Ufrrj) “Com o preço do petróleo se aproximando de US$ 80 por barril, o bioprocessamento talvez nem pre-cise esperar por formas de vida desenvolvidas do zero. A GreenFuel, em Cambridge, Massachusetts, instalou fazendas de algas em usinas elétricas para converter até 40% do CO2 expelido em matéria-prima de biocombustí-veis. A empresa afirma que uma grande fazenda de algas junto a uma usina de 1 GW poderia produzir cerca de 190 milhões de litros de etanol por ano.”

(Extraída de “American Scientific Bra-sil”, Edição n0. 53 - outubro de 2006.)

Essa transformação se dá por um processo global que pode ser descrito a seguir:

2CO2(g) + 3H2O(l) C2H6O(l) + 3O2(g)

Calcule o volume de gás carbônico retirado da atmos-fera, em litros, no período de um ano.

Dados: Densidade o etanol = 0,8 g/cm3; Volume molar = 24,5 L . mol-1.

129. (Ufu) As provas do campeonato mundial de Fór-mula 1 têm sido um laboratório de desenvolvimento de novas peças, motores e parâmetros aerodinâmicos que equiparão os veículos de rua em um futuro próximo. Em uma etapa desse campeonato, que é disputada em São Paulo no autódromo de Interlagos, esses veículos de competição consomem, aproximadamente, 200 litros de gasolina cada um.

Considerando a gasolina como se fosse constituída apenas por 2-metil-heptano, com densidade de 0,75 g/mL, responda:a) Qual é a equação química balanceada que representa

a queima completa do combustível?

87

b) Qual é a quantidade de gás poluente, em gramas, que será produzida na combustão de 200 litros de gasolina?

c) O que ocorrerá com os produtos da reação de combustão, se o motor do veículo estiver desregulado e com excessivo consumo de gasolina?

130. (Fuvest) Um determinado agente antimofo con-siste em um pote com tampa perfurada, contendo 80 g de cloreto de cálcio anidro que, ao absorver água, se transforma em cloreto de cálcio diidratado (CaCl2 · 2H2O). Em uma experiência, o agente foi man-tido durante um mês em ambiente úmido. A cada 5 dias, o pote foi pesado e registrado o ganho de massa: (figura 1)

Dadas as massas molares (g / mol): água = 18; cloreto de cálcio = 111;

Dias ganho de massa/g

0 05 710 1515 2220 3025 3730 45

Figura 2

ganh

o de

mas

sa/g

0 5 10 15 20 25 30dias

a) Construa, o gráfico que representa o ganho de massa versus o número de dias.

b) Qual o ganho de massa quando todo o cloreto de cálcio, contido no pote, tiver se transformado em cloreto de cálcio diidratado? Mostre os cálculos.

c) A quantos dias corresponde o ganho de massa calculado no item anterior? Indique no gráfico da figura 2, utilizando linhas de chamada.

131. (Unesp) Um produto comercial empregado na lim-peza de esgotos contém pequenos pedaços de alumínio, que reagem com NaOH para produzir bolhas de hidrogê-nio. A reação que ocorre é expressa pela equação:

2Al + 2NaOH + 2H2O → 3H2 + 2NaAlO2

Calcular o volume de H2, medido a 0 oC e 1 atmosfera de pressão, que será liberado quando 0,162 g de alumínio reagirem totalmente.

Massas atômicas: Al=27 u; H=1 uVolume ocupado por 1 mol do gás a 0 0C e 1 atmos-

fera=22,4 litros

132. (Unesp) O valor considerado normal para a quanti-dade de ozônio na atmosfera terrestre é de aproximada-mente 336 U. D. (Unidades Dobson), o que equivale a 3,36 L de ozônio por metro quadrado de superfície ao nível do mar e à temperatura de 0 oC.

a) Calcule a quantidade de O3, em número de mols por m2, nessas condições (336 U. D. no nível do mar e a 0 oC).

b) Sabendo que um átomo de cloro (Cl) pode reagir com 100 000 moléculas de ozônio (um dos processos responsáveis pela destruição da camada de ozônio), qual a massa de cloro, em gramas por metro quadrado, suficiente para reagir com dois terços do ozônio nestas condições?Dados: Massa molar do cloro (Cl): 35,5 g/mol.Número de Avogadro: 6,0 × 1023.

133. (Ufop) O hidrogênio, por ser mais leve que o ar, foi muito usado no passado para encher balões dirigíveis. Em 1937, um desses balões movidos a gás hidrogênio, o Hindenburg, explodiu, provocando um incêndio de gran-des proporções. O acidente pôs fim a esse curioso meio de transporte. A produção de hidrogênio pode ser rea-lizada a partir do metano com vapor de água segundo a seguinte reação não balanceada:

CH4(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g)

a) Qual a massa de CH4, em kg, consumida nesse processo para produzir um volume de gás hidrogênio nas CNTP capaz de encher um balão dirigível de 560 m3?

b) Considerando os gases que participam da obtenção do hidrogênio, complete o seguinte quadro:

Molécula Estrutura de Lewis

Geometria molecular

Polaridade

CH4

H2O

CO2

134. (Cesgranrio) O H2S reage com o SO2 segundo a reação:

2 H2S + SO2 → 3 S + 2 H2O

Assinale, entre as opções abaixo, aquela que indica o número máximo de mols de S que pode ser formado quando se faz reagir 5 mols de H2S com 2 mols de SO2: a) 3 b) 4 c) 6 d) 7,5 e) 15

135. (Ufes) Por ser o gás mais leve (menos denso) que existe, o hidrogênio foi usado nos primeiros dirigíveis. Santos-Dumont utilizava, em seus dirigíveis, o hidrogê-

88

nio gasoso produzido a partir de ácido sulfúrico e lima-lha de ferro.

a) Escreva a equação balanceada da reação química utilizada por Santos-Dumont para produzir o hidrogênio gasoso.

b) Para cada 231 gramas de ferro puro que reage com o ácido sulfúrico, formam-se 100 litros de hidrogênio (H2), nas condições normais de temperatura e pressão. Sabendo que a limalha de ferro possui 84% de pureza, em peso, calcule a massa, em gramas, de

limalha de ferro necessária para produzir 20 metros cúbicos (1 m3 = 1000 L) de hidrogênio (H2).

c) O hidrogênio (H2) também pode ser obtido pela passagem de vapor d’água sobre ferro aquecido, que se transforma em Fe3O4. Esse óxido pode posteriormente ser reduzido pelo monóxido de carbono, proporcionando a recuperação do ferro. Calcule a massa, em gramas, necessária de monóxido de carbono para efetuar essa recuperação, após terem sido obtidos 1,0 kg de hidrogênio

Gabarito72. B73. A74. D75. 1.000 kg x 26/100 x 15/100 = 39 kg de P2O5massa de 1 mol de P2O5 é 142 g.massa de P em 1 mol de P2O5 é 2 x 31 = 62 gteor de P em P2O5 é 62/142 = 43,7%massa de P em 39 kg de P2O5 = 39 kg x 43,7/100 = 17 kg de P 76. D77. B78. C79. A equação é a seguinte:

3I 6KOH 5KI KIO 3H O2 3 2+ → + +

Dica: fazer o balanceamento pelo método redox.

1000 g de sal de cozinha 100%m 0,005%

m 0,05 g de KIO3=

Agora vamos calcular a massa do íon iodato presente e 0,05 g de KIO3

214 g de KIO

175 g de IO

0,05 g

x

x 0,04 g de íons iodato.

3

1 mol de KIO3

3

massa de iodato presente no KIO3� ��� ��� � ��� ���

=

−

80. a) A dissolução do cloreto de cálcio em água é um processo endotérmico, ou seja, absorve calor. Com o res-friamento da solução, a solubilidade do CaCl2 diminui e ocorre cristalização. Para separar os cristais de CaCl2 for-mados deve ser feita uma filtração simples.b) A partir da equação química, teremos:

CaCO s HC aq

CaC aq H O CO gg g

g

3

2 2 2

2

100 1110 80 625

( ) ( )

( ) ( ) ( )

,

+ →+ +

×

�

� �

mm

m gCaC

CaC

�

�

2

2555=

81. a) No balanceamento a quantidade de átomos de cada elemento químico deverá ser a mesma dos dois lados da equação química, logo teremos:

2NaHCO3 → 1Na2CO3 + 1CO2↑ + 1H2O↑b) Como a calcinação produz um resíduo de 0,32 g, pode-mos calcular a quantidade de CO2 e H2O liberada:0,49 g – 0,32 g = 0,17 g.

2

2 84 44 180 17

0 46

3 2 2NaHCO CO H O

g g gm g

m g de bicarbonato de

→ ++

=

( ) ( ),

, ssódio

da amostra gp g

p

100 0 490 46

94

% ,,

%=

82. a) Cálculo do percentual de piperazina:Número de mols do produto

0,71 g

206,0 g mol1⋅= 3,45 × 10-3 mol.

Massa em gramas de piperazina3,45 x 10-3 × 86,0 g = 0,30 gPercentual de piperazina =

0, 30 g0, 32 g

× 100 = 93, 0 %

b) Teremos:

C H N C H N

g g g g

g x y zxyz

4 10 2 4 10 2

86 0 48 10 28

100 055 8111 63

}

===

: :

,

,, %

, %332 56, %

83. a) 3CaCO3(s) + 2H3PO4(aq) →

→ Ca3(PO4)2 (s) + 3H2O(l) + 3CO2g)

b) 1 L de solução: (1680 g de H3PO4) x

0,875 = 1470 g de H3PO4.

n(H3PO4) = 147098

15 mols=

c) 3CaCO3(s) + 2H3PO4(aq) →

→ Ca3(PO4)2 (s) + 3H2O(l) + 3CO2g)

300 g de CaCO3 2 mol de H3PO4 300 g de CaCO3 15 mol de H3PO4 (limitante) (excesso)

89

d) 3CaCO3(s) + 2H3PO4(aq) →

→ Ca3(PO4)2 (s) + 3H2O(l) + 3CO2g) 3 mol de CaCO3 1 mol de Ca3(PO4)2 (limitante) 84. Teremos:Fósforo branco: P4Ácido nítrico: HNO3Óxido nítrico: NOÁcido fosfórico: H3PO4

__P __HNO __H O __NO __H PO4 3 2 3 4+ + → +

Balanceando, vem:

P P 5e ( 3) 3P 3P 15eN 3e N ( 5) 5N 15e 5N

o 5 o 5

5 2 5 2

→ + × ⇒ → ++ → × ⇒ + →

+ − + −

+ − + + − +

34

P 5HNO __H O 5NO 3H PO

Multiplicando por 4, vem :3P 20HNO 8H O 20NO 12H PO

4 3 2 3 4

4 3 2 3 4

+ + → +

+ + → +

3P 20HNO 8H O 20NO 12H PO

12 31 g 12 98 g124 g p 98 gp 0, 25 25%

4 3 2 3 4+ + → +× ×

×= =

85. a) Teremos:Fórmula molecular do ácido úrico: C5H4N4O3.Equação química balanceada da reação de combustão:2 C5H4N4O3 + 9 O2 → 4 H2O + 4 N2 + 10 CO2b) Sabemos que:Amostra IIDecomposição térmica:massa inicial da amostra: 8,00 mgmassa do resíduo sólido final: 4,40 mgLogo, a variação de massa (8,00 – 4,40 = 3,60 mg) equivale a massa dos gases liberados.Equação química da decomposição do oxalato de cálcio (CaC2O4):CaC2O4 →∆ CaO + CO + CO2128 g (28 + 44) g m 3,60 mgm = 6,40 mg100 % da amostra → 8,00 mgp % da amostra → 6,40 mgp = 80 %O teor percentual, em massa, de oxalato de cálcio na amostra II do cálculo renal é de 80%. 86. D87. C88. A89. C90. A91. C92. C93. a) Teremos:

C H O 138 g / mol; C H O 102 g / mol

C H O C H O C H O CH COOH

138 g 102 g6,90 g 10, 20 g

138 10, 20 102 6,90

7 6 3 4 6 3

7 6 3

ácido salicílico

4 6 3

anidridoacético

9 8 4 3

LIMITANTE EXCESSO

1407,6 703,8

��� �� ��� ��

��� ��� ��

� �� �� � �� ��

= =+ → +

× < ×

O reagente limitante é o ácido salicílico.b) Teremos:

C H O 138 g / mol; C H O 180 g / mol

C H O C H O C H O CH COOH

138 g 180 g6,90 g m

m 9 g

7 6 3 9 8 4

7 6 3

ácido salicílico

4 6 3

anidridoacético

9 8 4

AAS

3

LIMITANTE

C9H8O4

C9H8O4

��� �� ��� �� ��� ��

���

= =+ → +

=

100 % (rendimento) 9,00gp % (rendimento) 5,00g

p % (rendimento) 55, 56 %=

94. a) Ag+(aq) + Cl- (aq) → AgCl(s) (cloreto de prata).2AgCl(s) + 2NaOH(aq) →∆ Ag2O(s) +

+ H2O(l) + 2NaCl(aq).De acordo com o esquema dado após a adição do NaOH temos aquecimento e consequentemente, teremos:2AgOH(s) →∆ Ag2O(s) + HOH(v)

b) Ag2SO4(aq) → Ag2O(s) + SO3(g)312 g 232 g x r15,6 g 8,7 gr = 0,75 = 75 %O rendimento em Ag2O neste processo foi de 75 %.95. De acordo com a equação da reação química, temos:4HgS + 4CaO → 4Hg + 1CaSO4 + 3CaS4 × 232,5 g 4 × 200,5 g 465 kg mm = 401 kg 100 % x 80 % x = 320,8 kg de Hg. 96. B97. a) 20,5 g de ácido acéticob) 2,7 g de oxigênio em excesso 98. 320 g 99. a) Dez elétrons.b) Massa de ferro ≈ 125,2 g. 100. a) C6H11OH → C6H10 + H2O 100 g (82 × 0,75) g 0,95 × m 30 g m = 51,4 g.b) C6H11OH → C6H10 + H2O 100 g 82 g 51,4 g yy = 42,2 g 100 % 30 g pp = 71,1 % de pureza.

90

c) C6H10: (82 × 0,75) g (6 × 1023 × 0,75) moléculas 30 g nn = 2,2 × 1023 moléculas. 101. a) CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl 119,5 g 154 g --- 36,5 g 11,9 g x --- yx = 15,34 g 100% m(CCl4) 75%m(CCl4) = 11,5 gy = 3,63 g 100% m(HCl) 75%m(HCl) = 2,72 gb) CHCl3: triclorometano.CCl4: tetraclorometano.c) Ligação covalente polar. 102. D103. B104. C105. 02 + 08 = 10.106. a) Teremos:

Fotossíntese :12 H O + 6 CO + LUZ C H O + 6 O + 6 H ONa presença de bactérias:12 H S + 6 CO + LUZ C H O + 6 S + 6 H O

2 2 6 12 6 2 2

2 2 6 12 6 2 2

→

→

ou

6 6

62 2

6 12 6 2

CO g H O Energia

C H O s O g

( ) ( )

( ) ( )

+ + →+

�

Na presença de bacctérias:

6 6

3 32 2

6 12 6 2 2

CO g H S Energia

C H O s S g O g

( ) ( )

( ) ( ) ( )

+ + →+ +

�

b) Teremos:

6 0 25 6 7 5

6 62

2 2 6 12 6

mol mol mol de CO

CO g H O Energia C H O

+ × =+ + →

, ,

( ) ( ) (� ss O g

mol g g

mol m m

m g e mC H O O

C H O O

) ( )

,

+×

= =

6

6 180 6 32

7 5

225

2

6 12 6 2

6 12 6 22240 g

107. a) O nome do fenômeno que ocorre com o titânio é alotropia.O titânio metálico é considerado um bom condutor tér-mico, pois a ligação presente no retículo cristalino é metálica. Nesse caso, existem elétrons livres.O minério de urânio é um péssimo condutor de eletrici-dade, pois apresenta ligação iônica e, nesse caso, os íons ficam presos no retículo.b) Somando a primeira equação com a segunda multi-plicada por dois, teremos:

2FeTiO 7C 6C 2TiC 2FeC 6CO

2TiC Mg Ti MgC

2FeT

3 2 4 3

4 2

+ + → + +

+ → +

� � �

� �4 2 4

iiO 7C 6C Mg 2FeC 6CO Ti MgC3 2 3 2+ + + → + + +� � �4 2 4

Então,2FeTiO 7C 6C Mg 2FeC 6CO Ti MgC3 2 3 2+ + + → + + +× × ×

� � �4 2 42 152 2 48 100

7g g %

660240kg m

m kgTi

Ti =

108. 01 + 02 + 04 + 08 = 15.109. 02 + 08 = 10.110. V – V – V – F – F. 111. C112. C113. D114. a) O composto orgânico pode ser representado pela fórmula genérica CxHyOn. Fazendo sua combustão, teremos:

CxHyOn + wO2 → XCO2 + (Y/2)H2O

90 g X . 44 g (Y/2) . 18 g

180 mg 176 mg 36 mg

(X.44 g).(180 mg) = (90 g).(176 mg). X = 2.

((Y/2).18 g).(180 mg) = (90 g).(36 mg) . Y = 2.

Substituindo, teremos: C2H2On= 90; (2.12 + 2.1 + n.16) = 90,

então, n = 4.

A fórmula molecular do composto será dada por: C2H2O4.b) O gás carbônico (óxido ácido) reage com o NaOH (base) presente no compartimento B da seguinte maneira:CO2 + NaOH → NaHCO3. 115. a) Sim. De acordo com o texto sob efeito do ecstasy (C11H15O2N), o indivíduo sente seu corpo energizado pelo aumento do metabolismo, o que pode elevar a sua tem-peratura corporal a até 6 oC acima da temperatura nor-mal (hipertermia). Um dos mecanismos metabólicos usado para a liberação de toxinas e diminuição da tem-peratura corporal é a transpiração. Neste caso a inges-tão de água impede a desidratação e permite o processo de transpiração.

b) C11H15O2N = 193 g/mol.Em um comprimido de ecstasy: 1 mol (C11H15O2N) 193 g 5 . 10 4 mol (C11H15O2N) mm = 965 × 10 4 g = 965 × 10 1 mg 1 kg 22 mg (ecstasy)56 kg m(ecstasy)m(ecstasy) = 1232 mg965 × 10 1 mg 1 comprimido 1232 mg nn = 12,77 ≈ 13 comprimidos de ecstasy.

116. a) Teremos para o açúcar:

(CH O) nO nCO nH O30n g 44n g

m 30n gm 44n g

2 n 2 2 2

consumida

CO2

+ → +

==

91

Para a gordura:

(CH )32

nO nCO nH O

14n g 44n g30n g m'

m' 94, 28n g

2 n 2 2 2

CO2

CO2

+ → +

=

m' (94, 28n g) m (44n g)CO2 CO2>

A gordura apresenta maior fator de emissão de CO2.b) Teremos:

C H132

O 4CO 5H O

58 g 4 44 g150 g m

m 455, 17 g

4 10 2 2 2

CO2

CO2

+ → +

×

=

No texto, o fator de emissão é de cerca de 800 gramas de CO2 por dia, portanto o fator de emissão de CO2 relativo a esse cozimento (455,17 g) é menor do que o da cataboli-zação diária do ser humano indicada no texto. 117. a) Fórmula estrutural plana do ácido oxálico ou etanodioico:

C — C

O O

HO OH

b) Equação química balanceada para a reação de íon oxalato (C O )2 4

2− com íon cálcio (Ca2+):

C O (aq) Ca (aq) C O Ca(s)

ouC O (aq) Ca (aq) CaC O (s)

2 42 2

2 4

2 42 2

2 4

+ →

+ →

− +

− +

c) Subtraindo-se a massa da mistura após o aque-cimento da massa da mistura antes do aquecimento, obtém-se a massa de gás carbônico liberada e, conse-quentemente, o número de mols de CO2

m 0,0450 g 0,0296 g 0,0154 gm 0,0154 g

nm

M0,0154

443, 5 10 mol

CO2

CO2

CO2

CO2

4

∆ = − ==

= = = × −

1 mol Ca 1 mol CO

3, 5 10 mol 3, 5 10 mol

nm

M3, 5 10 mol

m

40

m 3, 5 10 40 0,014 g 1, 4 10 g

22

4 4

Ca2Ca2

Ca2

4 Ca2

Ca24 2

× ×

= ⇒ × =

= × × = = ×

+

− −

++

+

− +

+− −

118. De acordo com o enunciado o ácido sulfúrico (H2SO4) será obtido a partir do tratamento de sulfeto de arsênio (As2S3) com ácido nítrico (HNO3) ocorrendo a formação de AsO4

3– e óxido nítrico (NO), como esta rea-ção ocorre em meio aquoso a água aparece como rea-gente e teremos a liberação de cátions H+:

+ − + + + +

↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

+ + → + + +

→

− +

+

3 2 5 6 5 2

2 22 3 3 2 2 4 4

3

3

As S HNO H O H SO AsO NO H

As AAs e oxidação

S S e oxidaçãoe

5

2 6

4

3 3 2428 3 28

+ −

− + −−

+

→ +

× =

( )

( )( ee

N e N redução e e

Então As As e

−

+ − + − −

+ +

+ → × =

→ +

)

( ) ( )

,

5 2

3 5

3 3 28 28

6 6 12 −−

− + −

+ − +

→ +

+ →

9 9 72

28 84 28

2 6

5 2

S S e

N e N

Acertando os coeficientes a partir dos valores obtidos e do método das tentativas, vem:

3 28 4

9 6 28 182 3 3 2

2 4 43

As S HNO H O

H SO AsO NO H

+ + →

+ + +− +

Cálculo estequiométrico:

As S g mol HNO g mol

As S HNO H O

H SO AsO

2 3 3

2 3 3 2

2 4 4

246 63

3 28 4

9 6

= =+ + →

+

/ ; /

33

2 3 3

2 3 3

2

28 18

3 246 28 63

10

− ++ +× ×

NO H

g de As S g de HNO

m kg de HNO

mAs S

As SS kg3

4 18= ,

119. 2 Mg(s) + 102(g) → 2 MgO(s)2 . 24 g ----- 1 . 32 g60,75 g------ x= 40,5 g de O2 120. C121. Teremos:

Sn 2I Sn I

118,7 g 2 126,9(1,00 0, 53 ) g 2,00g

nmM

1,00 0, 53118,7

4 10 mol

nmM

2,002 126,9

8 10 mol

n 2 8 10 16 10 mol

4 10 mol : 16 10 mol1 (x) : 4 (y) SnI

(s) 2(s) x y(s)

excesso

Sn3

I23

I3 3

3 3

4

�

+ →

×−

= =−

≈ ×

= =×

≈ ×

= × × = ×× ×

⇒

−

−

− −

− −

122. B123. D

92

124. De acordo com a equação I e com a dissociação do NaCl, teremos:

2 NaCl(s) 2 Na 2 Cl

2 Cl 2 H O(l) 2 OH Cl (g) H (g)

2 NaCl(s) 2 H O(l) 2 Na 2 OH Cl (g) H (g)

(aq) (aq)

(aq) 2 2 2

2 (aq) (aq) 2 2

→ +

+ → + +

+ → + + +

+ −

− −

+ −

Utilizando a equação obtida, vem:2 NaCl(s) + 2 H2O(l) → 2Na+(aq) + 2 OH-(–aq) + Cl2(g) + H2(g)2 × 58,5 g 22,4 L117 g VV = 22,7 LSomando as equações I e II, teremos:

2 Cl 2 H O 20 H Cl H

2 OH Cl Cl ClO H O

Cl H O H ClO

(aq) 2 (l) (aq) 2(g) 2(g)

(aq) 2(g) (aq) (aq) 2 (l)

(aq) 2 (l) 2(g) (aq)

+ → + +

+ → + +

+ → +

− −

− − −

− −

125. a) SO4

2-(aq) + BaCl2(aq) → BaSO4(s) + 2Cl-(aq)b) Filtração.c) 0,230 g de S em 1,675 g de BaSO4 e 17,53%.126. 1 + 4 + 8 + 16 = 29

127. a) Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2M(Fe2O3) = 160 g/mol e M(Fe) = 56 g/mol160 g de Fe2O3 112 g de Fe900 kg de Fe2O3 x Portanto x = 630 kg de FeA massa de ferro gusa com 7% de impurezas: 630 kg + 7% (44,1 kg) = 674,1 kgb) C e COc) CO2 + H2O →H2CO3 128. 1,62 × 1011 Litros. 129. a) C8H18 + (12,5)O2 → 8CO2 + 9H2O.b) A partir da densidade da gasolina, para 200 L, teremos: 1 mL de gasolina 0,75 g 1L de gasolina 750 g 200 L de gasolina m(gasolina)m(gasolina) = 150.000 g de gasolina.Combustão da gasolina com a formação, além do dióxido de carbono, do monóxido de carbono (gás poluente, CO) e de fuligem (C) :3C8H18 + (25,5)O2 → 8CO2 + 8CO + C + 27H2O 3 × 114 g 8 × 28 g150.000 g m(CO)m(CO) = 98.245,6 g de monóxido de carbono (gás poluente).c) Ocorrerá a formação de grande quantidade de monóxido de carbono e de fuligem devido à queima incompleta do combustível.

130. a) Observe a figura 1.

b) Temos a seguinte equação química:CaCl2(s) + 2H2O(l) → CaCl2 . 2H2O(s)111 g 36 g80 g m(H2O)m(H2O) = 25,95 g.

c) Pelo gráfico, teremos 17 dias. Observe a figura 2.

Figura 1

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0 5 10 15 20 25 30dias

ganh

o de

mas

sa /g

Figura 2

45

40

35

30

20

15

10

5

0 5 10 17 20 25 30dias

ganh

o de

mas

sa /g

25,95

131. 0,20 l 132. a) 0,15 mol de O3/m2

b) 3,54 × 10 5g 133. a) Balanceando a equação, teremos:

1CH4(g) + 2H2O(g) → 1CO2(g) + 2H2(g)

16 g 2 x 22,4 L

mCH4 560 x 103 L

mCH4 = 200 x 103 g = 200 kg.

93

b) Teremos:

Molécula Estrutura de Lewis

Geometria molecular Polaridade

CH4 H HH

HC Tetraédrica Apolar

H2O H HO Angular ou em V Polar

CO2 O OC Linear Apolar

134. C135. a) Fe(s) + H2SO4(aq) → FeSO4(aq) + H2(g).b) 55.000 g de limalha de ferro.c) 14.000 g de CO.