Lista de exercícios 2 - BC-0307 - Transformações químicas

BC 0307 - Transformações Químicas
Lista de exercícios 2
1. Classifique as reações a seguir em reação de síntese, decomposição, simples troca
(oxirredução), dupla troca e combustão:
1
I- 3H‚SO„ + AØ ë AØ‚(SO„)ƒ + 3H‚
II- KOH + HCN ë KCN + H‚O
III- Fe(OH)‚ + HƒPO„ ë Feƒ(PO„)‚ + H‚O
IV- CaCOƒ ë CaO + CO‚
V- 2Na + CuSO„ ë Cu + Na‚SO„
VI- AØ‚(SO„)ƒ + 3NaCØ ë AØC؃ + 3Na2SO„
VII- 3H‚ + 2AØ(NOƒ)ƒ ë + 6HNOƒ + 2AØ
VIII- 2H2O2 → 2H2O + O2
IX- 2KCØO3 → 2KCØ + 3O2
X- CH4 + O2 → CO2 + 2 H2O
XI- 2H2 + O2 → 2H2O
2. São dadas as equações esquemáticas a seguir:
I) H2O2 + I- → H2O + I2 em meio ácido
II) H2O2 + MnO4- → H2O + O2 + Mn2+ em meio ácido
III) N2H4 + ClO3- → NO + Cl-
em meio básico
IV) [Pb(OH)4]2- + ClO- → PbO2 + ClNessas condições:
em meio básico
a) indique o agente oxidante e o agente redutor em cada caso;
b) balanceie as duas equações, indicando o número de elétrons cedidos e recebidos.
3. Um estudante do primeiro ano do curso de Bacharelado em Ciência e Tecnologia da UFABC,
após uma aula sobre tamanho relativo de cátions e ânions e sobre fórmulas químicas, foi
almoçar no restaurante universitário. Para mostrar aos colegas o que havia aprendido, resolveu
fazer uma analogia com a mistura de arroz e feijão contida no seu prato. Primeiro estimou o
número de grãos de arroz e de feijão, tendo encontrado uma proporção: dois de feijão para sete
de arroz. Depois, considerando o tamanho relativo dos grãos de arroz e de feijão e fazendo
analogia com o tamanho relativo dos cátions e ânions, escreveu a "fórmula química" do
"composto feijão com arroz", representando o feijão por F e o arroz por A.
a) Qual a "fórmula química" escrita pelo estudante?
b) Se no total houvesse 60 feijões no prato, quantos moles de arroz havia no prato?
c) Quantos moles do "composto feijão com arroz" havia no prato?
Dados: considerar a constante de Avogadro como 6×10£¤mol­¢
4. O solvente acetato de etila é obtido pela reação entre ácido acético e etanol, em presença de
pequena quantidade de ácido sulfúrico. Forma-se, também, água no processo.
(Massas molares, em g/mol: ácido acético = 60; acetato de etila = 88.)
a) Escreva a equação balanceada da reação.
b) Sabendo-se que o rendimento do processo é de 80%, calcule a massa de ácido acético
necessária para a produção de 70,4 kg de acetato de etila.
5. O dióxido de nitrogênio pode ser obtido em laboratório pelo aquecimento do nitrato de
chumbo(II), Pb(NOƒ)‚, que se decompõe de acordo com a equação:
Pb(NOƒ)‚(s) ë PbO(s) + xNO‚(g) + yO‚(g)
Pergunta-se:
a) Qual o valor dos coeficientes indicados por x e y na equação anterior?
b) Qual o volume total dos gases produzidos, a 500 K e 1,0 bar, quando 5,0 mol de nitrato de
chumbo se decompõe? Dado: R = 0,081 bar Ø/K . mol.
6. A "água de lavadeira" é uma solução aquosa diluída de NaCØO. Quando esta solução é tratada
com excesso de íons I­ em meio ácido, os íons CØO­ são reduzidos a CØ­ e os íons I­ são
inicialmente oxidados a I‚. O I‚ formado reage imediatamente com o excesso de I­ presente,
formando Iƒ­. Nestas condições, a equação global da reação é:
CØO­ + 3I­ + 2H® ë CØ­ + Iƒ­ + H‚O
a) São necessários 40,0 ml de solução aquosa de KI de concentração 2,50 mol/L, para reagir
completamente com 50,0g de água de lavadeira. Calcule a massa de NaCØO que irá reagir.
2
b) Calcule a porcentagem em massa de NaCØO na "água de lavadeira". (Massa molar de NaCØO
= 74,5 g/mol)
7. A decomposição térmica do carbonato de cálcio produz óxido de cálcio e dióxido de carbono.
Decompondo-se 5,0g de carbonato de cálcio impuro e recolhendo-se todo o dióxido de carbono
produzido num recipiente contendo uma solução de hidróxido de bário, obtiveram-se 8,0g de
carbonato de bário. Dados: Ca = 40; C = 12; O = 16; Ba = 137
a) Escreva as equações das reações.
b) Qual a pureza do carbonato de cálcio?
8- Hidreto de lítio pode ser preparado segundo a reação expressada pela equação química:
2Li(s) + H‚(g) ë 2LiH(s)
Admitindo que o volume de hidrogênio é medido nas condições normais de temperatura e
pressão (CNTP), calcule:
a) a massa de hidreto de lítio que pode ser produzida na reação de 13,8g de lítio com 11,2L de
hidrogênio;
b) o rendimento (em porcentagem) da reação se, com as quantidades de reagentes acima
indicadas, ocorrer a formação de 6,32g de LiH.
Volume molar dos gases (CNTP) = 22,4L; Massas molares (g/mol): Li = 6,90; H = 1,00.
9. A hidrazina, N‚H„, e o peróxido de hidrogênio, H‚O‚, têm sido usados como combustíveis de
foguetes. Eles reagem de acordo com a equação:
7H‚O‚ + N‚H„ë 2HNOƒ + 8H‚O
A reação de hidrazina com 75% de pureza com peróxido de hidrogênio suficiente produziu
3,78kg de ácido nítrico, com rendimento de 80%. (Dados: Massas atômicas: H=1u, O=16u;
N=14u)
a) Determine a massa, em gramas, de hidrazina impura utilizada
b) Determine a massa, em gramas, de água formada.
10. A concentração de um soluto em uma solução, em termos de quantidade de matéria, é a
razão entre a quantidade, em mol, do soluto e o volume final da solução, em litros.
3
Quatro gramas de hidróxido de sódio, NaOH, são dissolvidos em água formando 250 mL de
solução aquosa dessa base forte. Essa solução foi misturada com 100 mL de solução aquosa,
0,05 mol L­¢ de nitrato de chumbo, Pb(NOƒ)‚, que, por sua vez, reage completamente com a
base forte formando um precipitado de hidróxido de chumbo, Pb(OH)‚, conforme a seguinte
equação:
2NaOH(aq) + Pb(NOƒ)‚(aq) ë Pb(OH)‚(s) + 2NaNOƒ(aq)
Responda as questões que seguem:
a) calcule a concentração em quantidade de matéria (mol L­¢) da solução original de hidróxido
de sódio;
b) calcule a quantidade, em mol, de nitrato de chumbo presente nos 100 mL de solução que
foram misturados com a base forte;
c) indique com cálculos o reagente limitante desta reação, ou seja, aquele que reage
completamente;
d) calcule a quantidade máxima de Pb(OH)‚(s), em gramas, que pode ser obtida na reação
indicada no problema. Massa molar (g/mol): Pb(OH)‚ = 243,2.
11. O ácido fosfórico, HƒPO„, pode ser produzido a partir da reação entre a fluoroapatita,
Ca…(PO„)ƒF, e o ácido sulfúrico, H‚SO„, de acordo com a seguinte equação química:
Ca…(PO„)ƒF (s) + 5 H‚SO„ (Ø) ë 3 HƒPO„ (Ø) + 5 CaSO„ (s) + HF (g)
Considere a reação completa entre 50,45 g de fluoroapatita com 98,12 g de ácido sulfúrico.
a) Qual é o reagente limitante da reação?
b) Determine a quantidade máxima de ácido fosfórico produzida.
4