CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS — PARTE 3

QUÍMICA - 3o ANO
MÓDULO 21
CÁLCULOS
ESTEQUIOMÉTRICOS
— PARTE 3
Como pode cair no enem
(MACKENZIE) A produção industrial do ácido sulfúrico é realizada a partir do enxofre, extraído
de jazidas localizadas normalmente em zonas vulcânicas. O enxofre extraído é queimado ao
ar atmosférico produzindo o anidrido sulfuroso (etapa I). Após essa reação, o anidrido sulfuroso
é oxidado a anidrido sulfúrico, em alta temperatura e presença de um catalisador adequado
(etapa II). Em seguida, o anidrido sulfúrico é borbulhado em água, formando o ácido sulfúrico
(etapa III). As reações referentes a cada uma das etapas do processo encontram-se abaixo
equacionadas:
Etapa I: S(s) + O2(g) → SO2(g)
Etapa II: 2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g)
Etapa III: SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(l)
Desse modo, ao serem extraídos 200,0 kg de enxofre com 80% de pureza de uma jazida,
considerando-se que o rendimento global do processo seja de 90%, a massa máxima de ácido
sulfúrico que pode ser produzida será de:
Dados: massas molares (g/mol): H = 1, O = 16 e S = 32.
a) 612,5 kg
b) 551,2 kg
c) 490,0 kg
d) 441,0 kg
e) 200,0 kg
Fixação
1) Duas das reações que ocorrem na produção do ferro são representadas por:
2C(s) + O2(g) → 2 CO(g)
o
Fe2O3(s) + 3CO(g)→ 2Fe(s) + 3CO2(g)
O monóxido de carbono formado na primeira reação é consumido na segunda reação.
o
Considerando apenas estas duas etapas do processo, calcule a massa aproximada, em kg,
de carvão consumido na produção de uma tonelada de ferro.
Dados: massas atômicas: Fe = 56; C = 12; O = 16.
Fixação
2) A reação de obtenção do amoníaco pode ser representada pela equação química abaixo:
N2 + 3 H2 → 2 NH3
Considerando uma pressão de 4,1atm e temperatura de 227°C, calcule a massa de amoníaco,
em kg, obtida quando utilizamos 600 L de gás hidrogênio.
Fixação
3) (UFF) Sabe-se que 196,0g de H2SO4 reagem com 320,0g de NaOH de acordo com a reação
não balanceada:
H2SO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O
Pede-se:
a) a massa, em g, de Na2SO4 produzida;
b) ao final da reação, qual a massa, em g, do reagente em excesso.
Fixação
4) (UFF) A reação do ácido salicílico (C7H6O3) com o anidrido acético (C4H6O3) produz aspirina
(C9H8O4) e o composto C2H4O2.
a) Calcule a massa, em g, de aspirina pela reação de 2,76 g do ácido com 5,10 g do anidrido.
b) Calcule a massa, em g, de aspirina produzida na reação anterior, cujo rendimento foi 70,0%
Fixação
5) (UFF) Atualmente, alguns automóveis são equipados com air bags, sacos de ar, que inflam
nas colisões, para a proteção dos passageiros. Muitos destes equipamentos são inflados com
N2, obtido na reação da azida de sódio com óxido de ferro IIl, iniciada com uma centelha. A
reação pode ser assim descrita:
%
6NaN3(s) + Fe2O3(s) → 3Na2O(s) + 2Fe(s) + 9N2(g)
Determine a massa de NaN3 necessária para produzir 75,0L de N2 a 25ºC e 0,984 atm,
admitindo que o gás tem comportamento ideal.
Proposto
1) 6g de ferro são misturados num recipiente com 3,2g de enxofre. Após o aquecimento,
verificou-se a formação de sulfeto ferroso.
a) Identifique o reagente que se encontra em excesso.
b) Calcule a massa de sulfeto ferroso obtido.
Proposto
2) Juntam-se 60g de hidróxido de sódio em 80g de ácido sulfúrico, que reagem em solução
aquosa segundo a equação:
NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O
Calcule:
a) A massa de sal formada;
b) A massa de reagente em excesso.
Proposto
3) (UNIRIO) A sequência de reações abaixo mostra a formação do cloreto de polivinila (PVC):
2500º
X + CO
I) CaO + 3C
II) X + 2H2O
III) C2H2 + HCl
IV) n Y Ca(OH)2 + C2H2
Y
(-CH2 – CH...)n
Cl
Supondo que a etapa de polimerização ocorra com rendimento de 100% e as demais, com
rendimento de 50%, a massa em gramas de PVC que se forma a partir de 11,20g de CaO,
admitindo-se que os demais reagentes estejam em excesso, é, aproximadamente, de:
a) 0,390g b) 0,781g c) 1,562g
d) 3,125g
e) 6,250g
Proposto
(UNIRIO)
O vazamento do produto MTBE (éter metil terc-butílico), ocorrido em uma tubulação da
Petrobras, em Guarajuba, distrito de Paracambi, na Baixada Fluminense, pode ter atingido
o lençol freático da região. (...). Segundo a Petrobras, o vazamento que ocorreu está entre
100 e 1.000 litros. (...) O MTBE é proibido no Brasil. Toda a produção brasileira é exportada
para os Estados Unidos, onde é empregado com o aditivo na gasolina.
(JB, 2000)
Na verdade, a notícia nos remete a uma significativa preocupação ambiental e nesse sentido
é importante que você considere a reação de síntese abaixo.
C4H9O – K+ + CH3I → C5H12O + KI
Partindo-se de 560 gramas de t-butóxido de potássio e de 750 gramas de iodeto de metila,
determine para as questões 4 e 5:
H = 1u; C = 12u; O = 16u; K = 39u; I = 127u;
considere dMTBE = 0,8 g/ml
4) A massa de reagente que não reagiu, se houver.
Proposto
5) O volume, em litros, de MTBE formado.
Proposto
6) (UFF) O hidróxido de lítio, LiOH, por seu baixo peso molecular, tem sido utilizado para a
renovação do ar no interior das espaçonaves, onde absorve o CO2 exalado pelos astronautas,
segundo a reação incompleta:
LiOH(s) + CO2(g) → X(s) + H2O(l)
Determine o volume máximo de CO2 à pressão de 781mmHg que pode ser absorvido por
348 mg de LiOH à temperatura de 21°C.
Proposto
7) (UFF) Garimpeiros inexperientes, quando encontram pirita, pensam estar diante de ouro.
Por isso, a pirita é chamada “ouro dos tolos”. Entretanto, a pirita não é um mineral sem aplicação. O H2SO4, ácido muito utilizado nos laboratórios de química, pode ser obtido a partir
da pirita por meio do processo:
4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 = 8 SO2
2 SO2 + O2 V2O5
2 SO3
H2SO4(dil.)
SO3 + H2O H2SO4
Assinale a opção que indica a massa de H2SO4 obtida a partir de 60,0 kg de pirita, com
100% de pureza, por meio de processo equacionado acima.
a) 9,8 kg
b) 12,4 kg
c) 49,0 kg
d) 60,0 kg
e) 98,0 kg
Proposto
8) Alguns dos catalisadores utilizados na produção de gasolina são constituídos de platina
-finamente dividida num suporte sólido inerte.
Considerando a reação abaixo,
PtO2(s) + 2H2(s) → Pt(s) + 2H2O
Pode-se informar:
a) o número de oxidação da platina no dióxido de platina;
b) se nessa equação o hidrogênio é um elemento oxidante ou redutor;
c) a massa em grama de hidrogênio que é necessária para produzir 1,0 g de platina metálica;
d) a massa em grama de água produzida juntamente com 1,0 g de Pt.
Proposto
9) Dos produtos obtidos no refino do petróleo, um dos mais importantes é a gasolina. Embora
contenha mistura de hidrocarbonetos desde o C6 até o C10, na gasolina predominam os hidrocarbonetos C7(heptano) e C8 (octano). Com relação a este último:
a) escreva a equação química balanceada, representativa da combustão completa de uma
mólecula de octano;
b) determine a massa, em grama, de CO2(g) produzida na combustão de 1,30 g de octano.
Proposto
10) (UFF) Um produto secundário de um processo industrial consiste em uma mistura de sulfato
-de sódio (Na2SO4) e hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3).
Para determinar a composição da mistura, uma amostra de 8.00 g foi aquecida até que se
alcançasse massa constante. A reação durante o aquecimento foi completa. Nessas condições,
o hidrogenocarbonato de sódio sofre decomposição de acordo com a reação 2NaHCO3(s)→
Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) e o sulfato de sódio permanece inalterado. A massa da amostra
após o aquecimento foi 6,02 g.
Informe por meio de cálculos:
a) o percentual de CO2 na mistura dos produtos gasosos
b) a massa de CO2 existente no item anterior
c) a massa de NaHCO3 que sofreu decomposição
d) a percentagem de NaHCO3, na amostra
Proposto
P
11) (UERJ) A combustão completa do gás metano, feita em presença de ar, à temperatura e1
pressão constantes, pode ser representada pela seguinte equação química não balanceada: d
CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l)
a
q
Admita que:
• 60,0 L deste combustível foram queimados por um veículo;
• o oxigênio reagente represente 20% do volume total do ar;
• o rendimento do processo seja de 90%.
Nestas condições, o volume de ar, em litros, necessário à combustão equivale a:
a) 810
b) 540
c) 480
d) 270
i
a
b
c
d
Proposto
12) (UERJ) Uma indústria solicitou a um laboratório determinada quantidade da substância trifluoreto
de fósforo puro, que será utilizada na obtenção de um produto de grande importância. Para atender
ao pedido, os técnicos do laboratório realizaram quatro experiências, utilizando fósforo e flúor puros,
que, combinados em condições adequadas, formaram o trifluoreto de fósforo, em um sistema fechado.
Observe a tabela a seguir.
Experiência
Massa dos reagentes em gramas
fósforo
flúor
I
31,0
19,0
II
15,5
28,5
III
9,3
19,0
IV
10,0
30,0
Considerando 100% de rendimento, a experiência que atende à especificação solicitada pela
indústria é a de número:
a) I
b) II
c) III
d) IV