FiQ Ligado! Considerando uma reação química que ocorra a partir de 1L de ácido sulfúrico fumegante com 96% de pureza, o volume de gás oxigênio formado, sabendo que o meio reacional apresentava-se com 700 mmHg de pressão e 15 °C, é aproximadamente igual a: - Considere a densidade do ácido sulfúrico fumegante igual a 1,83 g cm3 . Constante universal dos gases perfeitos: 62,3 mmHg ⋅ L mol ⋅ K -= H 1;= S 32;= O 16. Essa lista foi selecionada pensando na aula que tivemos no dia 04/03 . Combinamos que vocês tentariam fazer e depoisfaríamos outras aulas para tirar dúvidas. Então agora é com vocês!! Em breve , teremos outras aulas de estequiometria. Bom estudo!! Helena Bonaparte QUESTÃO 01 (Upe-ssa 1 2016) A fabricação de determinadas moedas exige o uso de níquel com elevada pureza. Para obtê-lo, pode-se utilizar o processo Mond. Desenvolvido por Ludwig Mond, em 1899, consiste inicialmente no aquecimento do óxido de níquel, produzindo níquel metálico, que deve ser purificado. Numa segunda etapa, o níquel impuro é colocado em uma atmosfera de monóxido de carbono, a uma temperatura de cerca de 50 °C e pressão de 1 atm, formando um composto volátil e altamente inflamável, chamado tetracarbonilníquel, de acordo com a equação química: Ni(s, impuro) + 4 CO(g) → Ni(CO)4(g) A 30 L. B 460 L. C 670 L. D 765 L. E 800 L. QUESTÃO 03 (Fac. Pequeno Príncipe - Medici 2016) A produção do ferro metálico ocorre através da siderurgia, a qual também produz o aço. O ferro formado nesse processo é o ferrogusa, que contém pequenas porcentagens de carbono (cerca de 5%) e, por isso, é quebradiço. A partir dele, podese produzir o aço comum, que contém cerca de 98,5% de ferro, entre 0,5 e 1,7% de carbono e traços de silício, enxofre e fósforo. Quando atinge a pureza praticamente de 100%, ou seja, quando a porcentagem de carbono é menor que 0,5%, ele é chamado de ferro doce. Geralmente, o mineral utilizado nas siderúrgicas é a hematita e o processo de produção do ferro é feito em altos-fornos. A reação a seguir, não balanceada, demonstra a produção do ferro a partir da hematita, na qual foram utilizados 900 g de As impurezas permanecem em estado sólido, e o níquel pode ser recuperado, posteriormente, pela decomposição desse gás, que ocorre a 240 °C. hematita, com 35% de impurezas. Uma fábrica produz 314 kg kg de moedas de níquel puro Dados: Volume molar nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) = 22,4 L. por semana, a partir de 400 kg de níquel impuro. Qual a massa aproximada de monóxido de carbono, usada semanalmente, por essa fábrica? A B 375 kg C 450 kg D 600 kg E 760 kg Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa CORRETA. Fe 56; O 16; C 12. = = = 300 kg QUESTÃO 02 (Pucpr 2016) A reação do permanganato de potássio com água oxigenada em meio sulfúrico propicia a formação de compostos com aplicações importantes, como fertilizantes, o sulfato de potássio e o sulfato de manganês. A equação química que representa essa reação está apresentada de forma não balanceada a seguir: KMnO4 + H2SO4 + H2O2 → K 2SO4 + MnSO4 + H2O + O2 Fe2 O3 + C → Fe + CO2 A Utilizando 640 g de hematita, serão formados 0,4 m3 de gás carbônico, medidos nas CNTP. B Neste processo, o átomo de carbono é a espécie oxidante. C No aço, temos predominantemente uma ligação covalente, ligação esta que justifica seu alto ponto de ebulição. D Os compostos silício, fósforo e enxofre são os responsáveis pela excelente condutibilidade elétrica do aço comum, o qual é classificado como substância pura composta. E Considerando os dados mencionados, conclui-se que serão formados 409,5 g de ferro metálico. 1 Dados (Fuvest 2016) Sabe-se que os metais ferro (Fe0 ), magnésio (Mg0 ) e estanho (Sn0 ) reagem com soluções de ácidos minerais, liberando gás hidrogênio e formando íons divalentes em solução. Foram feitos três experimentos em que três amostras metálicas de mesma massa reagiram, separada e completamente, com uma solução aquosa de ácido clorídrico (HC (aq) ) de concentração 0,1mol/ L. Os resultados obtidos foram: Experimento 1 2 3 Volume da solução de Massa da amostra metálica (g) Composição da amostra metálica 5,6 Fe0 puro 5,6 5,6 Fe0 contendo Mg0 como impureza Fe0 contendo Sn0 como impureza HC (aq) (0,1mol/ L) gasto na reação completa V1 V2 V3 Colocando-se os valores de V1, V2 e V3 em ordem decrescente, obtém-se Note e adote: Massa molar (g/ mol) : Mg ....... 24 Fe ....... 56 Sn ..... 119 A V2 > V3 > V1 B V3 > V1 > V2 C V1 > V3 > V2 D V2 > V1 > V3 E V1 > V2 > V3 QUESTÃO 05 (Upe-ssa 1 2016) A remoção de impurezas contidas na água turva da piscina de um condomínio deve ser realizada com adição de sulfato de alumínio, seguida pela adição de hidróxido de cálcio. Com isso, forma-se uma substância gelatinosa que se deposita no fundo do tanque, com todas as impurezas. A reação química é descrita pela equação: A 2 (SO4 )3 + 3 Ca(OH)2 → 3 CaSO4 + 2 A(OH)3 Para limpar essa piscina, o condomínio utiliza 500 g de sulfato de alumínio e 500 g de hidróxido de cálcio. Qual o reagente limitante da reação e quanto de hidróxido de alumínio é formado? 2 de massas molares: = H 1= g mol; O 16 g= mol; A 27= g mol; S 32 g= mol; Ca 40 g mol QUESTÃO 04 A Hidróxido de cálcio; 228 g de A(OH)3 B Hidróxido de cálcio; 351,3 g de A(OH)3 C Sulfato de cálcio; 500 g de A(OH)3 D Sulfato de alumínio; 228 g de A(OH)3 E Sulfato de alumínio; 351,3 g de A(OH)3 QUESTÃO 06 (Pucpr 2016) O airbag é um equipamento de segurança na forma de bolsas infláveis que protege os ocupantes de veículos em caso de acidente e tem como princípio fundamental reações químicas. Esse dispositivo é constituído de pastilhas contendo azida de sódio e nitrato de potássio, que são acionadas quando a unidade de controle eletrônico envia um sinal elétrico para o ignitor do gerador de gás. A reação de decomposição da azida de sódio (NaN3 ) ocorre a 300 °C e é instantânea, mais rápida que um piscar de olhos, cerca de 20 milésimos de segundo, e desencadeia a formação de sódio metálico e nitrogênio molecular, que rapidamente inflam o balão do airbag. O nitrogênio formado na reação é um gás inerte, não traz nenhum dano à saúde, mas o sódio metálico é indesejável. Como é muito reativo, acaba se combinando com o nitrato de potássio, formando mais nitrogênio gasoso e óxidos de sódio e potássio, segundo as reações a seguir: NaN3 → Na + N2 Na + KNO3 → K 2O + Na2O + N2 Considerando uma pastilha de 150 g de azida de sódio com 90% de pureza, o volume aproximado de gás nitrogênio produzido nas condições ambientes é de: Dados: Volume molar de gás nas condições ambientes = 25 / mol e massa molar do NaN3 = 65 g mol. A 60. B 75. C 79. D 83. E 90. QUESTÃO 07 (Pucpr 2016) O airbag (“bolsa de ar”) é um equipamento de segurança obrigatório em muitos países que já ajudou a salvar muitas vidas em acidentes de carro. Segundo um levantamento feito pelo Instituto de Segurança do Trânsito dos Estados Unidos, desde que o airbag se tornou obrigatório, no ano de 1995, até o ano de 2007, ele ajudou a salvar mais de 15 mil pessoas. Essas bolsas são feitas de um material bastante reforçado, que costuma ser o polímero náilon, que é bem resistente. No interior dessa bolsa, há uma mistura de reagentes: azoteto de sódio (NaN3 ), nitrato de potássio e dióxido de silício. No momento da colisão, sensores localizados em pontos estratégicos do carro detectam a forte desaceleração do veículo e são acionados, emitindo sinais para uma unidade de controle, que checa qual sensor foi atingido e, assim, aciona o airbag mais adequado. O sensor é ligado a um filamento que fica FiQ Ligado! em contato com uma pastilha de azoteto de sódio dentro do airbag. Ele emite então uma faísca ou descarga elétrica, que aquece o azoteto, fornecendo a energia de ativação necessária para dar início à reação demonstrada a seguir, que libera grande quantidade de gás nitrogênio (N2 ). coeficientes estequiométricos, por Fe(s) + HC (aq) → FeC 2(aq) + H2(g) Disponível em: <http://alunosonline.uol.com.br/> Em uma análise no laboratório, após essa reação, foram obtidos 0,002 mol de FeC 2 . Considerando-se que o NaN3(s) → Na(s) + N2(g) rendimento do processo seja de 80%, pode-se afirmar que reagiram Dados:= Na 23; = N 14. Dados: massas molares (g ⋅ mol−1 )= H 1= , C 35,5 e Fe = 56 Analisando o texto, assinale a alternativa CORRETA. A Nenhum dos átomos participantes da reação sofre mudança em seu valor de Nox. B A ligação química predominante no azoneto de sódio é molecular. C O raio iônico do sódio é superior ao seu raio atômico, pois a atração dos prótons pelos elétrons no íon sódio é superior quando comparada a do átomo neutro do sódio. D A bolsa infla rapidamente nos airbags, pois a formação do sódio gasoso se dá em alta velocidade. E A decomposição de 600 g de azoneto de sódio com 40% de impurezas produzirá aproximadamente 127 g A 5,600 ⋅ 10−2 g de ferro. B 1,460 ⋅ 10−1 g de ácido clorídrico. C 1,680 ⋅ 10−1 g de ferro. D 1,825 ⋅ 10−1 g de ácido clorídrico. E 1,960 ⋅ 10−1 g de ferro. QUESTÃO 10 (Acafe 2016) Sob condições apropriadas em uma cuba eletrolítica ocorreu a eletrólise de uma solução aquosa de sulfato de cobre II. Nesse processo ocorreu a formação de 6,35 g de cobre e o desprendimento de um gás. de sódio metálico e 232 g de gás nitrogênio. Dados: O 16 = = g / mol; Cu 63,5 g / mol. QUESTÃO 08 (Espcex (Aman) 2017) Um mineral muito famoso, pertencente ao grupo dos carbonatos, e que dá origem a uma pedra semipreciosa é a malaquita, cuja a fórmula é: Cu2 (OH)2 CO3 (ou CuCO3 ⋅ Cu(OH)2 ). Experimentalmente pode-se obter malaquita pela reação de precipitação que ocorre entre soluções aquosas de sulfato de cobre II e carbonato de sódio, formando um carbonato básico de cobre II hidratado, conforme a equação da reação: 2 CuSO4(aq) + 2 Na2CO3(aq) + H2O( ) → CuCO3 ⋅ Cu(OH)2(s) + 2 Na2SO4(aq) + CO2(g) Na reação de síntese da malaquita, partindo-se de 1.060 g de carbonato de sódio e considerando-se um rendimento de reação de 90%, o volume de CO2 (a 25 ° C e 1 atm) e a massa de malaquita obtida serão, respectivamente, de: Dados: - massas atômicas Cu = 64 u; S = 32 u; O = 16 u; Na = 23 u; C = 12 u; H = 1u. - volume molar 24,5 L mol, no estado padrão. A 20,15 L e 114 g B 42,65 L e 272 g C 87,35 L e 584 g D 110,25 L e 999 g E 217,65 L e 1.480 g QUESTÃO 09 (Mackenzie 2016) A reação entre o ferro e a solução de ácido clorídrico pode ser equacionada, sem o acerto dos semi reação catódica: Cu2+(aq) + 2e− → Cu(s) semi reação anódica: 2H2O( ) → O2(g) + 4e− + 4H+(aq) O volume do gás produzido quando medido na CNTP é: A 2,24 L B 1,12 L C 6,35 L D 3,2 L QUESTÃO 11 (Uepa 2015) O estrôncio pode ser obtido a partir do mineral celestita (SrSO4 ). Supondo que se tenha 1837 g deste mineral, a quantidade, em kg, que se obtém de estrôncio, considerando um rendimento de 80%, é de: Sr = 87,6 g / mol; O = 16,0 g / mol. Dados: S = 32,1 g / mol e A 0,7 kg B 7,0 kg C 70,0 kg D 0,8 kg E 8,76 kg QUESTÃO 12 (Enem PPL 2015) O cobre presente nos fios elétricos e instrumentos musicais é obtido a partir da ustulação do minério calcosita (Cu2S). Durante esse processo, ocorre o aquecimento desse sulfeto na presença de oxigênio, de forma que o cobre fique “livre” e o enxofre se combine com 3 [E] o O2 produzindo SO2 , conforme a equação química: Cu2S(s) + O2 (g) → 2Cu( ) + SO2 (g) São utilizados 900 g impurezas, então: As massas molares dos elementos Cu e S são, respectivamente, iguais a 63,5 g mol e 32 g mol. 100 % − 35 % (impurezas) = 65 % de pureza 2Fe2 O3 + 3 C → 4Fe + 3 CO2 CANTO, E. L. Minerais, minérios, metais: de onde vêm?, para onde vão? São Paulo: Moderna, 1996 (adaptado). mFe = 409,5 g ∆ Resposta [D] da Fe(s) + 2HC(aq) → H2 (g) + FeC 2 (aq) 56 g 5,6 g da questão 1: 4 ⋅ 28 g Experimento 2: mamostra = mFe + mMg ⇒ mFe = (5,6 − mMg ) g 314 kg x x = 599 600 kg Resposta [D] da questão Mg(s) + 2HC(aq) → H2 (g) + MgC 2 (aq) 2 mol 24 g n(I)HC mMg g 2: 2 × mMg 1× mMg = mol mol 24 12 Fe(s) + 2HC(aq) → H2 (g) + FeC 2 (aq) 2 mol 56 g nHC (5,6 − mMg ) g = n(I)HC KMnO4 + H2SO4 + H2O2 → K 2SO4 + MnSO4 + H2O + O2 Mn7 + + 5 e− → Mn2+ (redução) (×2) − 2O1− → 2[O] + 2e (oxidação) (×5) O2 2Mn7 + + 10 e− → 2Mn2+ (redução) − 10 O1− → 10[O] + 10 e 2 mol 0,2 mol n [HC] = HC V1 0,2 0,1 = ⇒ V1 = 2 L V1 Ni(s, impuro) + 4 CO(g) → Ni(CO)4(g) (oxidação) 5 O2 = n(II)HC Então, 2KMnO4 + 3 H2SO4 + 5 H2O2 → 1K 2SO4 + 2MnSO4 + 8 H2O + 5 O2 . [HC] = 2 × (5,6 − mMg ) 5,6 − mMg = mol 56 28 n(I)HC + n(II)HC V2 1× mMg 5,6 − mMg + 12 28 0,1 = V2 28 × mMg + 12 × 5,6 − 12 × mMg 12 × 28 V2 = = 0,1 g g = 1,83 = 1.830 (fumegante) L cm3 1L 1.830 g 96 % de pureza ⇒ mH2SO4 (fumegante) = 0,96 × 1.830 g = 1.756,80 g dH2SO4 Cálculo do Vmolar : P × Vmolar =1× R × T 700 × Vmolar = 1× 62,3 × (15 + 273) ( 2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2O2 → 1K 2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + 5O2 3 × 98 g 1.756,80 g 5 × 25,632 L VO2 = VO2 765,82135 L ≈ 765 L da ) V2 = 2 + 16 × mMg L Vmolar = 25,632 L 4 4: Experimento 1: Resposta [D] Resposta questão Então: Gabarito: 5 H2O2 de As três amostras metálicas de mesma massa reagiram, separada e completamente, com uma solução aquosa de ácido clorídrico (HC (aq) ) de concentração 0,1mol/ L. A 955. B 1.018. C 1.590. D 2.035. E 3.180. 58,7 g 35% 4 × 56 g mFe 2 × 160 g 0,65 × 900 g Considerando que se queira obter 16 mols do metal em uma reação cujo rendimento é de 80%, a massa, em gramas, do minério necessária para obtenção do cobre é igual a de hematita, com questão 3: Conclusão : V2 > V1. Experimento 3: 16 × mMg + 67,2 336 = 16 × mMg + 67,2 0,1 33,6 FiQ Ligado! 2NaN3 → 2Na + 3N2 (×5) mamostra = mFe + mSn ⇒ mFe = (5,6 − mSn ) g Sn(s) + 2HC(aq) → H2 (g) + SnC 2 (aq) 10Na + 2KNO3 → K 2O + 5Na2O + N2 2 mol n(III)HC 24 g mSn g 10NaN3 → 10 Na + 15N2 (×5) 2 × mSn 2 × mSn = mol mol 119 119 Fe(s) + 2HC(aq) → H2 (g) + FeC 2 (aq) 2 mol 56 g nHC (5,6 − mSn ) g 10 Na + 2KNO3 → K 2O + 5Na2O + N2 = n(III)HC 10NaN3 + 2KNO3 → K 2O + 5Na2O + 16N2 2 × (5,6 − mMg ) 5,6 − mSn = = n(IV)HC mol 56 28 [HC] = V3 2 × mSn 5,6 − mSn 119 + 28 0,1 = V3 2 × 28 × mSn + 119 × 5,6 − 119 × mSn −63 × mSn + 666,4 −63 × m + 666,4 119 × 28 3.332 = Sn V3 = 0,1 0,1 333,2 V3 = ( 2 − 63 × mSn ) L Conclusão : V3 < V1. Teremos: V2 > V1 e V3 < V1 ou V1 > V3 . 3 ⋅ 74g 500 g x x = 324,56 g 16 ⋅ 25L x x = 83,07L Resposta [E] da questão 7: 40 % de impurezas equivalem a 60 % de pureza 3 NaN3(s) → Na(s) + N2(g) 2 65 g 23 g 1,5 × 28 g 0,60 × 600 g mNa mN 2 questão 5: = mN 232,61538 g ≈ 232 g 2 Resposta [D] A 2 (SO4 )3 + 3 Ca(OH)2 → 3 CaSO4 + 2 A(OH)3 342 g 10 ⋅ 65g = mNa 127,38461 g ≈ 127 g Conclusão final : V2 > V1 > V3 . da 16N2 135g n(III)HC + n(IV)HC Resposta [D] 10NaN3 da questão 8: Na2CO= 3 106; CuCO3 ⋅ Cu(OH)= 2 222 2 CuSO4(aq) + 2 Na2CO3(aq) + H2O( ) → CuCO3 ⋅ Cu(OH)2(s) + 2 Na2SO4(aq) + CO2(g) 2 × 106 g 222 g × 0,90 24,5 L × 0,90 mCuCO3 ⋅Cu(OH)2 1.060 g VCO2 Ca(OH)2 reagem. Como foram adicionados dessa base haverá 500 g 1.060 g × 24,5 L × 0,90 = = 110,25 L VCO2 2 × 106 g (500 g − 324,56 g = 175,44 g) de Ca(OH)2 em excesso 1.060 g × 222 g × 0,90 = = 999 g mCuCO3 ⋅Cu(OH)2 e, consequentemente, o A 2 (SO4 )3 será o reagente 2 × 106 g de limitante. Resposta [D] A 2 (SO4 )3 + 3 Ca(OH)2 → 3 CaSO4 + 2 A(OH)3 2 ⋅ 78g y 342 g 500 g y = 228,01 g Resposta [D] da questão 6: da questão 9: Fe(s) + 2HC (aq) → FeC 2(aq) + H2(g) 73 g 1 mol xg 0,002 mol x = 0,146g de HC 0,146 g yg 80% 100% = y 0,1825 g ou 1,825 ⋅ 10−1g de HC Resposta [B] da questão 10: 5 2Cu2+(aq) + 4e− → 2Cu(s) (redução; cátodo) 2H2O( ) → O2(g) + 4e− + 4H+(aq) (oxidação; ânodo) 2Cu2+(aq) + 2H2O( ) → 2Cu(s) + O2(g) + 4H+(aq) 2 × 63,5 g 22,4 L 6,35 g VO2 Global VO2 = 1,12 L Resposta [A] da questão 11: questão 12: SrSO4(s) → Sr +2(aq) + SO4−2(aq) 183,6g 1837g 87,6g x x = 876,47g 876,47g 100% 80% y y = 701,18g ou 0,7 kg Resposta [C] da Cu2S = 159 r 80 % 0,80 = = ∆ Cu2S(s) + O2 (g) → 2Cu( ) + SO2 (g) 159 g mCu2S mCu2S = 1.590 g 6 2 mols × 0,80 16 mols