Cálculo estequiométrico – casos particulares – ME 1. Para estimular

Cálculo estequiométrico – casos particulares – ME
1.
Para estimular um estudante a se familiarizar com os números atômicos de alguns
elementos químicos, um professor cobriu as teclas numéricas de uma calculadora com os
símbolos dos elementos químicos de número atômico correspondente, como mostra a figura a
seguir.
Nessa calculadora, se o estudante adicionar o elemento de menor número atômico com o de
maior eletronegatividade, elevar a soma ao elemento cujo número atômico seja um número
primo par e, em seguida, calcular o logaritmo do resultado, acionando a tecla log, o resultado
final será um dígito, cuja tecla corresponde ao símbolo
a) de um gás nobre.
b) do elemento mais eletronegativo.
c) do elemento de menor número atômico.
d) de um halogênio.
e) do elemento menos eletronegativo.
2. A obtenção de hidrogênio em laboratório pode ser feita pela reação entre zinco metálico e
ácido sulfúrico, representada abaixo:
Zn(s)  H2SO4 (aq)  ZnSO4 (aq)  H2 (g)
Considerando rendimento de 100 %, a massa, em gramas, de hidrogênio que pode ser obtida
pela reação de 130 g de zinco com ácido sulfúrico em excesso é
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
e) 5.
3. A combustão da gasolina e do óleo diesel libera quantidades elevadas de poluentes para a
atmosfera. Para minimizar esse problema, tem-se incentivado a utilização de biocombustíveis
como o biodiesel e o etanol. O etanol pode ser obtido a partir da fermentação da sacarose,
conforme a equação não balanceada apresentada a seguir.
C12H22O11(s)  H2O( )  C2H6O( )  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.
4.
As pérolas contêm, majoritariamente, entre diversas outras substâncias, carbonato de
cálcio (CaCO3). Para obtenção de uma pérola artificial composta exclusivamente de CaCO 3,
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
5.
No processo de obtenção do alumínio, metal utilizado na fabricação de latinhas de
refrigerantes, ocorre uma etapa de extração do minério (bauxita) que gera um produto
intermediário, a alumina ( A 2O3 ) com 100% de rendimento. A equação não balanceada que
descreve a redução do alumínio (eletrólise) envolvida nesse processo é:
A 2O3  C  A  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 retirada do
ambiente para produzir 1.000 latinhas é, aproximadamente, em kg, igual a
a) 11,3.
b) 25,0.
c) 50,0.
d) 55,5.
e) 111,1.
6. O etino, também conhecido como acetileno, é um alcino muito importante na Química. Esse
composto possui várias aplicações, dentre elas o uso como gás de maçarico oxiacetilênico,
cuja chama azul atinge temperaturas em torno de 3000 C.
A produção industrial do gás etino está representada, abaixo, em três etapas, conforme as
equações balanceadas:
ETAPA I: CaCO3 s   CaO s   CO2 g
ETAPA II: CaO s   3C graf   CaC2 s   CO g
ETAPA III: CaC2 s  2H2O   Ca OH2aq  C2H2 g
Considerando as etapas citadas e admitindo que o rendimento de cada etapa da obtenção do
gás etino por esse método é de 100%, então a massa de carbonato de cálcio necessária para
produzir 5,2 g do gás etino C2H2 g é


a) 20,0 g
b) 18,5 g
c) 16,0 g
d) 26,0 g
e) 28,0 g
7. 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( )  H2SO4( )
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
a) 612,5 kg.
b) 551,2 kg.
c) 490,0 kg.
d) 441,0 kg.
e) 200,0 kg.
8. O elemento boro pode ser preparado pela redução do B2O3, segundo a equação abaixo.
B2O3  3Mg  2B  3MgO
Partindo-se de 262,5 g do óxido de boro em excesso de magnésio, obteve-se 33 g de B, o que
significa que o rendimento percentual (%) da reação foi mais próximo de:
a) 30
b) 35
c) 40
d) 45
e) 50
9. Em uma reação, 296 g de hidróxido de cálcio são adicionados a 315 g de ácido nítrico.
Ca(OH)2  HNO3  Ca(NO3 )2  H2O
Acerca da reação apresentada, assinale a afirmativa INCORRETA.
a) São formados 656 g de Ca(NO3)2.
b) Há, em excesso, 65 g de HNO3.
c) Há formação de 4 mols de H2O.
d) O reagente limitante é o Ca(OH)2.
10.
Admitindo-se que todos os reagentes são puros e que o rendimento da reação seja de 90%, a
quantidade (em kg) da substância 3, obtida a partir da reação de 8,0 kg da substância 2, é de
aproximadamente
a) 7,8.
b) 8,5.
c) 9,5.
d) 10,9.
e) 11,3.
11.
Considere que, para obter vanilina no laboratório, o estudante optou pela aplicação do método
1, e usando 15 g do reagente 1, obteve 10 g de vanilina.
Sabendo que a massa molar da vanilina é de 158 g, o rendimento da síntese realizada pelo
estudante foi de, aproximadamente,
a) 80%.
b) 25%.
c) 50%.
d) 12%.
e) 65%.
12. A cachaça é obtida pela destilação do melaço fermentado de cana-de-açúcar, podendo
também ser adicionada de açúcares em até 6 g/L, expressos em sacarose (C 12H22O11). Se
forem adicionados exatamente 3,4224 gramas em 1 litro de melaço, qual deve ser o efeito na
gradação alcoólica do produto final, sabendo que a densidade do álcool (C 2H5OH) é 0,8 g/mL,
e o rendimento da transformação da sacarose em álcool é 100%?
a) Diminuirá 0,23 mL de álcool em 100 mL da solução hidroalcoólica.
b) Aumentará 0,34 mL de álcool em 100 mL da solução hidroalcoólica.
c) Aumentará 0,08 mL de álcool em 100 mL da solução hidroalcoólica.
d) Aumentará 0,23 mL de álcool em 100 mL da solução hidroalcoólica.
e) Diminuirá 0,34 mL de álcool em 100 mL da solução hidroalcoólica.
13.
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 carbônico, processo químico
conhecido como processo Solvay. São apresentadas duas etapas deste processo.
Etapa I: NaC  CO2  NH3  H2O  NaHCO3  NH4C

Etapa II: 2 NaHCO3  Na2CO3  CO2  H2O
Considerando 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.
14. Hematita é um minério de ferro constituído de Fe2O3 e impurezas. Ao se misturar 4,0 g de
uma amostra deste minério com ácido clorídrico concentrado, obtêm-se 6,5 g de cloreto de
ferro III. A porcentagem em massa de Fe2O3 no minério é igual a
a) 80 %.
b) 65 %.
c) 70 %.
d) 75 %.
e) 85 %.
15.
Considerando a equação química dada e supondo um rendimento total do processo, ao
reagirem 1160 g de propanona com 7520 g de fenol, a massa obtida do bisfenol-A, será de
a) 2,28 kg.
b) 4,56 kg.
c) 9,12 kg.
d) 8,04 kg.
e) 13,02 kg.
16. A reação a seguir mostra a reação envolvida no processo de obtenção do formaldeído
(CH2O) a partir do metanol (CH3OH), por reação com O2 em presença de prata como
catalisador. Sabendo-se que o rendimento da reação é de apenas 10%, a massa de
Ag
formaldeído obtida pela reação de 320g de metanol éCH3OH + O2 
 CH2O + H2O
a) 310 g
b) 15 g
c) 150 g
d) 200 g
e) 31 g
17. A fabricação industrial do ácido sulfúrico envolve três etapas reacionais consecutivas que
estão representadas abaixo pelas equações não balanceadas:
Etapa I: S8(s)  O2(g)  SO2(g)
Etapa II: SO2(g)  O2(g)  SO3(g)
Etapa III: SO3(g)  H2O(l)  H2SO4(aq)
Considerando as etapas citadas e admitindo que o rendimento de cada etapa da obtenção do


ácido sulfúrico por esse método é de 100%, então a massa de enxofre S8(s) necessária para


produzir 49 g de ácido sulfúrico H2SO4(aq) é:
a) 20,0 g
b) 18,5 g
c) 16,0 g
d) 12,8 g
e) 32,0 g
18.
No campo da metalurgia é crescente o interesse nos processos de recuperação de
metais, pois é considerável a economia de energia entre os processos de produção e de
reciclagem, além da redução significativa do lixo metálico. E este é o caso de uma
microempresa de reciclagem, na qual desejava-se desenvolver um método para separar os
metais de uma sucata, composta de aproximadamente 63 % de estanho e 37 % de chumbo,
usando aquecimento. Entretanto, não se obteve êxito nesse procedimento de separação. Para
investigar o problema, foram comparadas as curvas de aquecimento para cada um dos metais
isoladamente com aquela da mistura, todas obtidas sob as mesmas condições de trabalho.
Considerando as informações das figuras, é correto afirmar que a sucata é constituída por uma
a) mistura eutética, pois funde a temperatura constante.
b) mistura azeotrópica, pois funde a temperatura constante.
c) substância pura, pois funde a temperatura constante.
d) suspensão coloidal que se decompõe pelo aquecimento.
e) substância contendo impurezas e com temperatura de ebulição constante.
19. Qual o rendimento da reação de 80 g de enxofre com oxigênio, produzindo 128 g de SO 2.
a) 80%
b) 20%
c) 50%
d) 0,8%
e) 0,2%
20. Faz-se a reação de excesso de ácido clorídrico sobre 1200 g de carbonato de cálcio
impuro. Obtêm-se 24,6 L de um gás medido sob a pressão de 10 atmosferas e à temperatura
de 27°C. Qual o grau de pureza do carbonato?
a) 83,33%
b) 56,66%
c) 0,01%
d) 8,33%
e) 5,66%
21. O ferro metálico pode ser produzido a partir da reação do Fe 2O3 com CO de acordo com a
seguinte equação química não balanceada:
xFe2O3(s) + yCO(g)  wFe(s) + zCO2(g)
Considere a reação completa entre 1,60 g de Fe2O3 e 3,00 g de CO e assinale a alternativa
correta.
a) O reagente limitante desta reação é o monóxido de carbono.
b) A quantidade máxima de ferro metálico produzida será de aproximadamente 1,12 g.
c) Após a reação se completar, restará 0,58 g de monóxido de carbono no meio reacional.
d) A quantidade máxima de dióxido de carbono produzida será de aproximadamente 4,60 g.
e) Se o rendimento for de 80%, serão produzidos aproximadamente 2,50 g de ferro metálico.
22. O gás acetileno (C2H2) pode ser produzido pela reação do carbeto de cálcio (CaC 2) com
água em geradores especiais, obtendo-se também o hidróxido de cálcio como subproduto,
conforme a equação a seguir não balanceada.
CaC2(g) + H2O(ℓ)  Ca(OH)2(aq) + C2H2(g)
O volume de gás acetileno obtido, nas CNTP, a partir da reação de 400 g de carbeto de cálcio
com 80 % de pureza e rendimento total, é igual a:
a) 112,0 L.
b) 140,0 L.
c) 137,0 L.
d) 44,8 L.
e) 22,4 L.
23.
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, BaC
2,
em excesso.
Nessa reação, obtêm-se 2,33 g de sulfato de bário, BaSO4
Durante o processo, ocorre a reação química representada nessa equação:
Na2SO4 (aq)  BaC 2 (aq)  2 NaC (aq)  BaSO4 (s)
Suponha que a reação ocorre com 100 % de rendimento.
Considerando-se essas informações, é correto afirmar 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.
24. Para responder à questão a seguir, considere o seguinte esquema de procedimento
industrial para obtenção de gás nitrogênio ou azoto (N 2):
Partindo de 200 L de ar contendo 5 % de umidade e, sendo a porcentagem dos gases no ar
seco em volumes, a opção que MAIS SE APROXIMA DO VOLUME MÁXIMO de N 2 obtido em
rendimento de 70 % é:
a) 105 L
b) 120 L
c) 133 L
d) 150 L
e) 158 L
25. A pirolusita é um minério do qual se obtém o metal manganês (Mn), muito utilizado em
diversos tipos de aços resistentes. O principal componente da pirolusita é o dióxido de
manganês (MnO2).
Para se obter o manganês metálico com elevada pureza, utiliza-se a aluminotermia, processo
no qual o óxido reage com o alumínio metálico, segundo a equação:
3 MnO2(s) + 4 Aℓ(s)  2 Aℓ2O3(s) + 3 Mn(s)
Considerando que determinado lote de pirolusita apresenta teor de 80% de dióxido de
manganês (MnO2), a massa mínima de pirolusita necessária para se obter 1,10 t de manganês
metálico é:
a) 1,09 t
b) 1,39 t
c) 1,74 t
d) 2,18 t
e) 2,61 t
26. 6,0 gramas de alumínio metálico, que apresenta 90 % de pureza, reagem completamente
com vapor d'água da atmosfera, produzindo óxido de alumínio e gás hidrogênio, conforme
equação não balanceada:
Aℓ(s) + H2O(v)  Aℓ2O3(s) + H2(g)
Assinale o volume, em litros, de gás hidrogênio obtido, nas CNTP.
a) 2,24
b) 4,48
c) 6,72
d) 7,46
27. Assinale a opção que mais se aproxima da massa de SO 2 e que resulta da queima de
20,0 mL de sulfeto de carbono (líquido com densidade igual a 1,43 g mL -1) em atmosfera com
excesso de gás oxigênio, tendo essa reação 80 % de rendimento.
CS2(ℓ) + 3O2(g)  CO2(g) + 2SO2(g)
a) 5,6 g
b) 9,5 g
c) 18,9 g
d) 38,5 g
e) 62,3 g
28.
Em um processo de avaliação experimental, um aluno recebeu 4 rótulos contendo,
separadamente, informações sobre os seguintes reagentes: Fe(NO 3)2, AgNO3, KCℓ e Na2CO3.
Recebeu, também, 4 frascos cada um contendo um desses reagentes, porém, sem
identificação. Com o objetivo de rotulá-los adequadamente, o aluno numerou-os de 1 a 4,
conforme figura a seguir, e fez alguns testes com amostras das soluções de cada frasco,
obtendo as seguintes informações:
I. Com a adição de ácido clorídrico, houve desprendimento de gás na amostra do frasco 1 e
formação de um precipitado na amostra do frasco 2.
II. Com adição de cloreto de sódio, observou formação de precipitado na amostra do frasco 2.
III. Com adição de hidróxido de sódio, observou formação de precipitado nas amostras dos
frascos 2 e 4.
IV. Com a adição de ácido clorídrico, cloreto de sódio e hidróxido de sódio, nenhuma reação de
precipitação ocorreu em amostras do frasco 3.
De acordo com os resultados dos testes realizados, os frascos 1, 2, 3 e 4 contêm,
respectivamente:
a) Fe(NO3)2, AgNO3, KCℓ, Na2CO3
b) Na2CO3, AgNO3, Fe(NO3)2, KCℓ
c) KCℓ, Na2CO3, Fe(NO3)2, AgNO3
d) Na2CO3, AgNO3, KCℓ, Fe(NO3)2
e) Fe(NO3)2, KCℓ, AgNO3, Na2CO3
29. Nas usinas siderúrgicas, a obtenção do ferro metálico, Fe (MM = 56 g.mol -1), a partir da
hematita, Fe2O3 (MM = 160 g.mol-1), envolve a seguinte equação, não balanceada:
Fe2O3(s) + CO(g)  Fe(s) +CO2(g)
Assinale a massa de ferro metálico, em gramas, obtida quando se faz reagir 200 kg de
hematita, que apresenta 20 % de impurezas.
a) 5,60 × 105
b) 1,12 × 105
c) 5,60 × 103
d) 1,12 × 103
30. A combustão completa do etino (mais conhecido como acetileno) é representada na
equação a seguir.
C2H2(g) + 2,5 O2(g)  2 CO2(g) + H2O(g)
∆H0 = -1255 kJ
Assinale a alternativa que indica a quantidade de energia, na forma de calor, que é liberada na
combustão de 130 g de acetileno, considerando o rendimento dessa reação igual a 80 %.
a) -12.550 kJ
b) - 6.275 kJ
c) - 5.020 kJ
d) - 2.410 kJ
e) - 255 kJ
31. Em um balão volumétrico, foram colocados 6 g de hidróxido de sódio impuro e água
destilada até completar um volume de 250 mL. Para a neutralização completa de 50 mL desta
solução, foram necessários 60 mL de H2SO4 0,1 mol.L-1. Sabendo que as impurezas existentes
são inertes na presença de H2SO4, o percentual de pureza do hidróxido de sódio utilizado é
igual a:
a) 10
b) 20
c) 40
d) 60
e) 80
32.
O cromo é um metal empregado na produção do aço inox e no revestimento (cromação)
de algumas peças metálicas. Esse metal é produzido por meio da reação a seguir:

 2 Cr(s) + Aℓ2O3(s)
Cr2O3(s) + 2 Aℓ(s) 

Partindo-se de 15,2 gramas de Cr2O3 e admitindo-se que este processo tem um rendimento de
75 %, a massa produzida de cromo é igual a:
a) 11,8 g.
b) 10,4 g.
c) 13,8 g.
d) 15,2 g.
e) 7,8 g.
33. O sulfato de cálcio (CaSO4) é matéria-prima do giz e pode ser obtido pela reação entre
soluções aquosas de cloreto de cálcio e de sulfato de sódio (conforme reação abaixo).
Sabendo disso, calcule a massa de sulfato de cálcio obtida pela reação de 2 mols de cloreto de
cálcio com excesso de sulfato de sódio, considerando-se que o rendimento da reação é igual a
75 %.
CaCℓ2(aq) + Na2SO4(aq)  CaSO4(s) + 2NaCℓ(aq)
a) 56 g.
b) 136 g.
c) 272 g.
d) 204 g.
e) 102 g.
34. A combustão completa do gás metano, feita em presença de ar, a temperatura e pressão
constantes, pode ser representada pela seguinte equação química não balanceada:
CH4(g) + O2(g)  CO2(g) + H2O(ℓ)
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
35. O pequeno produtor, ao transportar seus produtos para as feiras, pode utilizar o etanol
como combustível no seu veículo.
A cana-de-açúcar é uma fonte de sacarose, matéria-prima para a obtenção industrial desse
combustível. A reação de fermentação da sacarose para a obtenção do álcool etílico pode ser
representada pela equação:
Partindo-se de uma quantidade de caldo de cana que contenha 684 g de sacarose e admitindose um rendimento de 80 %, calcule, em kJ, a energia liberada na combustão do álcool etílico
formado na reação, sendo o seu calor de combustão -1.230 kJ mol-1.
a) - 9.840
b) + 9.840
c) - 2.460
d) - 7.872
e) + 7.872
Dados: pesos moleculares:
Luminol = 177
3-aminoftalato = 164
36. Na análise de uma amostra biológica para análise forense, utilizou-se 54 g de luminol e
peróxido de hidrogênio em excesso, obtendo-se um rendimento final de 70 %.
Sendo assim, a quantidade do produto final (IV) formada na reação foi de
a) 123,9.
b) 114,8.
c) 86,0.
d) 35,0.
e) 16,2.
37. O álcool etílico (C2H5OH), usado como combustível, pode ser obtido industrialmente pela
fermentação da sacarose (C12H22O11), representada simplificadamente pelas equações:
C12H22O11 + H2O  2 C6H12O6
2 C6H12O6  4 C2H5OH + 4 CO2
Partindo-se de uma quantidade de caldo de cana que contenha 5 mols de sacarose e
admitindose um rendimento de 80%, o número de mols de álcool etílico obtido será igual a:
a) 20
b) 16
c) 10
d) 8
38. A destruição em massa por armas químicas constitui-se num dos maiores temores da
sociedade civilizada atual. Entre os mais temidos agentes químicos destacam-se o VX, de
propriedades semelhantes às do Sarin, porém mais tóxico, e o gás mostarda, também letal. A
denominação "gás mostarda" foi dada devido à cor semelhante do condimento e a seu efeito
picante sobre a pele. A atuação desse gás se deve, entre outras coisas, à sua reação com a
água, produzindo HCl, o responsável pela irritação da pele, dos olhos e do sistema respiratório.
Assim, com base na equação:
Cℓ - CH2CH2 - S - CH2CH2 - Cℓ + 2HOH 
(gás mostarda)
 HO - CH2CH2 - S - CH2CH2 - OH + 2HCℓ
(gás clorídrico)
e supondo um rendimento de 100% no processo, o volume de gás clorídrico, nas condições
ambiente, obtido a partir de 1 tonelada de gás mostarda é aproximadamente
Dados: volume molar, nas condições ambiente = 24,5 L/mol.
Massa molar do gás mostarda = 159 g/mol
a) 1,5.105 L
b) 3,1.105 L
c) 6,5.105 L
d) 3,2.107 L
e) 2,8.104 L
39. Sabendo que 2C4H10 + 13O2  8CO2 + 10H2O, então o volume de ar, medido a 27°C e
1atm, necessário para a combustão de 23,2g de gás butano, é:
a) 319,8 litros.
b) 116,4 litros.
c) 302,8 litros.
d) 127,9 litros.
e) 80,0 litros.
40. Considerando que a proporção de gás oxigênio no ar seja de 20% (% em volume), então
o volume de ar, em litros, medidos nas C.N.T.P, necessário para que ocorra a oxidação de 5,6
g de ferro, é de:
Fe + O2  Fe2O3 (não balanceada)
a)
b)
c)
d)
e)
0,28.
8,40.
0,33.
1,68.
3,36.
Gabarito:
1)A
20)A
2)D
21)B
3)D
22)A
4)C
23)B
5)D
24)A
6)A
25)D
7)D
26)C
8)C
27)D
9)ANULADA 28)D
10)C
29)B
11)C
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