Prof. Rafa - Química Cálculo Estequiométrico

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1 Prof. Rafa - Química Cálculo Estequiométrico Lista de exercícios 01. (UFBA) Hidreto de sódio reage com água, dando hidrogênio, segundo a reação: NaH + H 2 O NaOH + H 2 Para obter 10 mols de H 2, são necessários quantos mols de água? a) 40 mols b) 20 mols c) 10 mols d) 15 mols e) 2 mols 02. (FMTM-Modificada) No motor de um carro a álcool, o vapor do combustível é misturado com o ar e se queima à custa de faísca elétrica produzida pela vela no interior do cilindro. Dada a seguinte reação, não balanceada: C 2 H 6 O (l) + O 2(g) CO 2(g) + H 2 O (l) A quantidade, em mols, de água formada na combustão completa de 138 gramas de etanol é igual a: (Dado massa molar em g/mol: H=1, C=12, O=16) a) 1 b) 3 c) 6 d) 9 e) (UFSCar-SP) A massa de dióxido de carbono liberada na queima de 80 g de metano, quando utilizado como combustível, é: (Dado: massas molares, em g/mol: H=1, C=12, O=16) a) 22 g b) 44 g c) 80 g CH 4(g) + 2 O 2(g) CO 2(g) + 2 H 2 O (l) d) 120 g e) 220 g 04. (PUC-RS) Em 2,8 kg de óxido de cálcio, também conhecido como cal virgem, foi adicionada água, formando hidróxido de cálcio, usado para pintar uma parede. Após a sua aplicação, transformou-se numa camada dura, pela reação química com gás carbônico existente no ar, formando carbonato de cálcio. A massa de sal obtida é, aproximadamente, igual a: (Dados: C=12; O=16; Ca=40) CaO + H 2 O Ca(OH) 2 Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O a) 5,0 kg b) 2,8 kg c) 1,6 kg d) 1,0 kg e) 0,6 kg 05. (Efei-MG) A sacarose é metabolizada pelos animais, sendo uma das principais fontes de energia para as células. Este metabolismo ocorre durante a respiração, formando CO 2 e H 2 O como produtos: C 12 H 22 O 11(s) + O 2(g) CO 2(g) + H 2 O (l)

2 Balanceie a equação acima e calcule quantos litros de CO 2 (CNTP) são gerados a partir de 20 g de sacarose. (Dados: volume molar (CNTP)=22,4 L/mol; massas molares (g/mol): H=1, C=12, O=16) 06. A cal virgem pode ser obtida a partir da decomposição térmica do carbonato de cálcio, a 1000 C e pressão atmosférica, segundo: CaCO 3(s) CaO (s) + CO 2(g) Qual a quantidade, em massa, de gás carbônico produzida pela decomposição de três toneladas de CaCO 3? (Dados: C = 12; O = 16; Ca = 40) 07. (FGV-SP) A floculação é uma das fases do tratamento de águas de abastecimento público e consiste na adição de óxido de cálcio e sulfato de alumínio à água. As reações correspondentes são as que seguem: CaO + H 2 O Ca(OH) 2 3 Ca(OH) 2 + Al 2 (SO 4 ) 3 2 Al(OH) CaSO 4 Se os reagentes estiverem em proporções estequiométricas, cada 28 g de óxido de cálcio originará de sulfato de cálcio: (Massas molares em g/mol: Ca=40, O=16, H=1, Al=27, S=32) 08. (UFFRJ) O fósforo elementar é, industrialmente, obtido pelo aquecimento de rochas fosfáticas com coque, na presença de sílica. Considere a reação: 2 Ca 3 (PO 4 ) SiO C P CaSiO CO e determine quantos gramas de fósforo elementar são produzidos a a partir de 31,0 g de fosfato de cálcio. (Dados massas molares (g/mol) P = 31,0; Ca 3 (PO 4 ) 2 = 310,0) 09. Dada à equação, não balanceada: PbCl 2 + Al 2 (SO 4 ) 3 PbSO 4 + AlCl 3 A quantidade de matéria, em número de mols de PbSO 4, que serão formados a partir de 3 mols de Al 2 (SO 4 ) 3, é igual a: 10. (FMU-SP) Na reação: 3 Fe + 4 H 2 O Fe 3 O H 2 o número de mols de hidrogênio, produzidos pela reação de 4,76 mols de ferro, é: 11. O método mais usado em laboratório para a obtenção do cloro é através da oxidação do ácido clorídrico com permanganato de potássio. A equação abaixo representa a reação que ocorre nesse método. 2 KMnO HCl 5 Cl KCl + 2 MnCl H 2 O

3 Para se obter 10 mols de cloro qual a quantidade de matéria, em número de mols de KMnO 4 e HCl, serão necessários: 12. Quando se coleta sangue para análises laboratoriais, utiliza-se como agente anticoagulante o citrato de sódio (Na 3 C 6 H 5 O 7 ). Para obtê-lo, faz-se a reação entre ácido cítrico (C 6 H 8 O 7 ) e o hidróxido de sódio (NaOH). 1 C 6 H 8 O NaOH 1 Na 3 C 6 H 5 O H 2 O Calcule a massa de ácido cítrico consumida para se obter 8 mols de citrato de sódio. (Dados: H = 1; C=12 ; O=16.) 13. A quantidade em mols de água formados na combustão completa de 21,6 gramas de 1-propanol é: (Dados: massas atômicas - H = 1; C = 12; O = 16.) C 3 H 8 O (l) + 9/2 O 2(g) 3 CO 2(g) + 4 H 2 O (l) 14. Na fabricação de fertilizantes químicos (adubos) nitrogenados, a amônia é produto básico. As indústrias obtêm esse gás a partir do N 2 atmosférico conforme a equação, não balanceada: N 2(g) + H 2(g) NH 3(g) (Dados: N=14; H=1) A massa de nitrogênio necessária para a produção de 3,4 t de amônia é: 15. (FUVEST) Duas das reações que ocorrem na produção do ferro são representadas por: 2C (s) + O 2(g) 2 CO (g) Fe 2 O 3(s) + 3 CO (g) 2 Fe (s) + 3 CO 2(g) O monóxido de carbono formado na primeira reação é consumido na segunda reação. 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 = (UFF-RJ) Amônia gasosa pode ser preparada pela seguinte reação balanceada: CaO (s) + 2 NH 4 Cl (s) 2 NH 3(g) + H 2 O (g) + CaCl 2(s) Se 112,0 g de óxido de cálcio e 224,0 g de cloreto de amônia forem misturados, então a quantidade máxima, em gramas, de amônia produzida será, aproximadamente: Dados: massas moleculares - CaO = 56 g/mol; NH 4 Cl = 53 g/mol; NH 3 = 17 g/mol a) 68,0 b) 34,0 c) 71,0 d) 36,0 e) 32,0

4 17. (Cesgranrio-RJ) O H 2 S reage com o SO 2 segundo a reação: 2 H 2 S + SO 2 3 S + 2H 2 O Assinale, entre as opções abaixo, aquela que indica o número máximo em mols de S que pode ser formado quando se faz reagir 5 mols de H 2 S com 2 mols de SO 2 : a) 3 b) 4 c) 6 d) 7,5 e) (Cesgranrio-RJ) A reação entre 28 g de ferro e 64 g de enxofre fornece uma quantidade de sulfeto ferroso igual a: (Dados: S = 32 ; Fe = 56.) 1 Fe + 1 S 1 FeS a) 44 g b) 56 g c) 60 g d) 88 g e) 92 g 19. (PUC-MG) A amônia (NH 3 ) é uma substância química muito importante para a indústria. Ela é utilizada na preparação dos produtos de limpeza, dos explosivos, dos fertilizantes, das fibras de matéria têxtil, etc. A síntese de NH 3 é realizada em fase gasosa, à temperatura de aproximadamente 450 C, de acordo com a seguinte reação: N 2(g) + H 2(g) NH 3(g) + energia Se a mistura inicial é de 30 mols de N 2 e 75 mols de H 2, que quantidade de NH 3 será produzida, em mols, teoricamente, se a reação de síntese for completa? a) 30 b) 50 c) 60 d) (FATEC-SP) Metanol é um excelente combustível que pode ser preparado pela reação entre monóxido de carbono e hidrogênio, conforme a equação química: CO (g) + 2 H 2(g) CH 3 OH (l) Supondo rendimento de 100% para a reação, quando se adicionam 336g de monóxido de carbono a 60g de hidrogênio, devemos afirmar que o reagente em excesso e a massa máxima, em gramas, de metanol formada são, respectivamente, Dados: massas molares g/mol: CO: 28; H 2 : 2; CH 3 OH:32 a) CO, 384. b) CO, 396. c) CO, 480. d) H 2, 384. e) H 2, (Furg-RG) A decomposição térmica do nitrato cúprico é representada pela seguinte equação: 2 Cu(NO 3 ) 2(s) 2 CuO (s) + 4 NO 2(g) + O 2(g) Calcule a massa de óxido cúprico que se obtém a partir da decomposição de 500 g de nitrato cúprico, sabendo-se que este apresenta 75% de pureza em Cu(NO 3 ) 2. (Dados: massas atômicas: N = 14 ; O = 16 ; Cu = 64)

5 22. (UNESP-SP) O inseticida DDT (massa molar = 354,5 g/mol) é fabricado a partir de clorobenzeno (massa molar = 112,5 g/mol) e cloral, de acordo com a equação: 2 C 6 H 5 Cl + C 2 HCl 3 O C 14 H 9 Cl 5 + H 2 O Clorobenzeno Cloral DDT Partindo-se de uma tonelada (1t) de clorobenzeno e admitindo-se rendimento de 80%, a massa de DDT produzida é igual a: a) 1,575 t b) 1,260 t c) 800,0 kg d) 354,5 kg e) 160,0 kg 23. (UNESP-SP) O minério usado para a fabricação do ferro em algumas siderúrgicas brasileiras contém cerca de 80% de óxido de ferro III. Quantas toneladas de ferro podem ser obtidas pela redução de 20 toneladas desse minério? (Dados: C = 12 ; O = 16 ; Fe = 56.) Fe 2 O CO 2 Fe + 3 CO (Mackenzie-SP) O número de mols de HCl, produzido pela reação de 1, moléculas de H 2 com 4,48 litros de Cl 2 nas CNTP, é: (Dados: constante de Avogadro = 6, ; volume molar nas CNTP = 22,4 L) 25. (PUC-MG) 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) + H 2 O (v) Al 2 O 3(s) + H 2(g) Assinale o volume, em litros, de gás hidrogênio obtido, nas CNTP. (Dado: Al = 27) a) 2,24 c) 6,72 b) 4,48 d) 7, (Unimep-SP) Gás hidrogênio (H 2 ) reage com óxido férrico (Fe 2 O 3 ) a uma temperatura elevada para formar vapor d água e ferro. Para produzir 280 gramas de ferro, em presença suficiente de hidrogênio, a massa de óxido férrico necessária será: (Dados: massas atômicas - H = 1; O = 16 e Fe = 56.) a) 150 gramas. b) 400 gramas. c) 200 gramas. 1 Fe 2 O 3(s) + 3 H 2(g) 2 Fe (s) + 3 H 2 O (g) d) 180 gramas. e) 160 gramas.

6 27. (Unimep-SP) O cobre participa de muitas ligas importantes, tais como latão e bronze. Ele é extraído de calcosita, Cu 2 S, por meio de aquecimento em presença de ar seco, de acordo com a equação: Cu 2 S + O 2 2 Cu + SO 2 A massa de cobre que pode ser obtida a partir de 500 gramas de Cu 2 S é, aproximadamente igual a: (Dados: massas atômicas - Cu = 63,5; S = 32) a) 200 g c) 300 g e) 450 g b) 400 g d) 600 g 28. (UFLA) Os produtos de reação química abaixo, Ca(H 2 PO 4 ) 2 e CaSO 4, misturados, representam o fertilizante químico (adubo) denominado superfosfato simples, fonte de P, Ca e S para a nutrição das plantas. Pela equação, observa-se que ele é obtido industrialmente através da reação da rocha fosfática natural (apatita) Ca 3 (PO 4 ) 2 com H 2 SO 4. (Dados: massas atômicas - Ca = 40; P = 31; O = 16; S = 32; H = 1) Equação: Ca 3 (PO 4 ) H 2 SO 4 Ca(H 2 PO 4 ) 2 + CaSO 4 Superfosfato simples Calcule a massa de H 2 SO 4 necessária para converter 1 tonelada de rocha fosfática em superfosfato simples. 29. (PUC-MG) A combustão do gás amoníaco (NH 3 ) é representada pela seguinte equação: 2 NH 3(g) + 3/2 O 2(g) N 2(g) + 3 H 2 O (l) A massa de água, em gramas, obtida a partir de 89,6 L de gás amoníaco, nas CNTP, é igual a: (Dados: massa molar (g/mol) - H 2 O = 18; volume molar nas CNTP = 22,4 L.) a) 216 c) 72 b) 108 d) (PUC-SP) Na metalurgia temos a reação: 2 Al 2 O C 3 CO Al Se utilizarmos 20,4 g de Al 2 O 3, qual a massa de alumínio metálico obtida se o rendimento da reação for 60%? (Dados: Al = 27; O = 16). a) 6,48 g b) 10,8 g c) 10,2 g d) 4,08 g e) 7,42 g

7 31. (UFLA) Quando o nitrato de amônio decompõe-se termicamente, produz-se gás hilariante (N 2 O) e água. Se a decomposição de 100 g de NH 4 NO 3 impuro fornece 44 g de N 2 O, a pureza do nitrato de amônio é: (Dados: N = 14 ; H = 1 ; O = 16.) NH 4 NO 3 N 2 O + H 2 O a) 20% b) 40% c) 60% d) 80% e) 90% 32. (PUC-SP) 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 (MnO 2 ). 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 MnO 2(s) + 4 Al (s) 2 Al 2 O 3(s) + 3 Mn (s) Considerando que determinado lote de pirolusita apresenta teor de 80% de dióxido de manganês (MnO 2 ), a massa mínima de pirolusita necessária para se obter 1,10 t de manganês metálico é: a) 1,09 t c) 1,74 t e) 2,61 t b) 1,39 t d) 2,18 t 33. (UFC-CE) O manganês é um metal de transição com elevada importância na indústria siderúrgica, sendo utilizado na composição de ligas metálicas para a produção de aço. Na natureza, sua principal fonte é o minério pirolusita (MnO 2 ), que é empregado para a obtenção de ferromanganês, de acordo com a seguinte reação: MnO 2(s) + Fe 2 O 3(s) + 5 C (s) Mn (s) + 2 Fe (s) + 5 CO (g) ferromanganês 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? 34. (PUC-MG) Nas usinas siderúrgicas, a obtenção do ferro metálico, Fe (M = 56 g.mol -1 ), a partir da hematita, Fe 2 O 3 (MM = 160 g.mol -1 ), envolve a seguinte equação, não balanceada: Fe 2 O 3(s) + CO (g) Fe (s) +CO 2(g) Assinale a massa de ferro metálico, em gramas, obtida quando se faz reagir 200 kg de hematita, que apresenta 20 % de impurezas.

8 a) 5, c) 5,60 10 b) 1, d) 1, (UFJF) 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: Cr 2 O 3(s) + 2 Al (s) 2 Cr (s) + Al 2 O 3(s) Partindo-se de 15,2 gramas de Cr 2 O 3 e admitindo-se que este processo tem um rendimento de 75 %, a massa produzida de cromo é igual a: a) 11,8 g. d) 15,2 g. b) 10,4 g. e) 7,8 g. c) 13,8 g. 36. (UFRS) Num experimento, 1000 kg do minério hematita (Fe 2 O 3 + impurezas refratárias) foram reduzidos com coque, em temperatura muito elevada, segundo a reação representada a seguir. Fe 2 O C 2 Fe + 3 CO Supondo-se que a reação tenha sido completa, a massa de ferro puro obtida foi de 558 kg. Pode-se concluir que a percentagem de pureza do minério é aproximadamente igual a: a) 35,0%. d) 70,0%. b) 40,0%. e) 80,0%. c) 55,8%. 37. (UNICAMP) A obtenção de etanol, a partir de sacarose (açúcar) por fermentação, pode ser apresentada pela seguinte equação: C 12 H 22 O 11 + H 2 O 4 C 2 H 5 OH + 4 CO 2 Admitindo-se que o processo tenha rendimento de 100% e que o etanol seja anidro (puro), calcule a massa (em kg) de açúcar necessária para produzir um volume de 50 litros de etanol, suficiente para encher um tanque de um automóvel. Dados: Densidade do etanol = 0,8 g/cm 3 Massa molar da sacarose = 342 g/mol Massa molar do etanol = 46 g/mol

9 Gabarito 01 C; 02 D; 03 E; 04 A; 05 15,71L; 06 1,32t; 07 68g; 08 6,20g; 09 9 mols; 10 6,34 mol; 11-4 mols de KMnO 4 e 32 mols de HCl; g; 13 1,44 mol; 14 2,8t; kg; 16 A; 17 C; 18 A; 19 B; 20 D; ,6g; 22 B; 23 17,23 t; 24 0,40 mols; 25 C; 26 B; 27 C; 28 2,6t; 29 B; 30 A; 31 D; 32 D; ,2 g; 34 B; 35 E; 36 E; 37 74,35 kg.

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