Nome: Nº: Turma: INSTRUÇÕES GERAIS. Instruções Específicas

Transcrição

1 Química Avaliação os anos Rodrigo mar/1 Nome: Nº: Turma: INSTRUÇÕES GERAIS 1. Nenhum material deve estar embaixo das carteiras. Livros e mochilas devem ficar guardados no armário. É proibido portar celular.. Sobre a mesa, deixe apenas o material indispensável e aceito para a prova. 3. Verifique se o tampo da sua carteira está limpo. Se não estiver, apague as anotações ou chame o professor. As anotações serão consideradas cola e sua prova será anulada. 4. Em nenhuma hipótese faça cálculos na carteira. 5. Régua, compassos, borracha etc. não podem ser emprestados após o início das provas. 6. Esta prova terá a duração de 60 min. Administre seu tempo. 7. Você só poderá sair da sala depois de transcorridos pelo menos 45 minutos, contados a partir do início da prova. 8. Leia o enunciado das questões de modo atento e cuidadoso. Nenhuma pergunta referente aos enunciados será respondida durante a prova. 9. Atenção para realizar exatamente o que estiver sendo pedido no enunciado de cada questão. Organize suas ideias antes de começar a escrever. Procure ser claro e objetivo em suas respostas. 10. As respostas devem ser feitas com tinta azul ou preta. Não use corretivos. Se extremamente necessário, passe um risco e coloque entre parênteses o trecho a ser anulado. Instruções Específicas 1. Verifique se sua prova contém 5 questões, distribuídas em 7 páginas.. Os problemas devem ser feitos a lápis. Resposta final a tinta. 3. É permitido o uso de calculadoras, mas não de celulares. 4. Letra legível é imprescindível. 5. Deixe os processos claramente expostos. Não serão aceitos apenas os resultados. É proibido portar celular.

2 Tabela de íons ÂNIONS HALOGÊNIOS CARBONO CÁTIONS ClO Hipoclorito CN Cianeto ClO Clorito HCOO Formiato ClO 3 Clorato CH 3 COO Acetato BrO 3 Bromato CO 3 C O 4 Carbonato Oxalato NH 4 + Ag + Zn + Ti 4+ Cd + amônio prata zinco titânio cádmio NITROGÊNIO H PO HPO 3 PO 4 3 FÓSFORO Hipofosfito Fosfito (Orto) fosfato NO NO 3 SO 3 SO 4 Nitrito Nitrato ENXOFRE Sulfito Sulfato

3 1. (18,0 pontos) Equacione os processos descritos em cada item: a) dissociação iônica do nitrato de ferro (II); Fe(NO 3 ) (s) Fe + (aq) + NO 3 - (aq) b) ionização total do ácido sulfuroso; H SO 3(l) H + (aq) + SO 3 - (aq) c) reação de neutralização total entre o ácido fosfórico e o hidróxido de cálcio. Observação: os fosfatos de metais alcalinoterrosos são insolúveis em água. H 3 PO 4(aq) + 3 Ca(OH) (aq) Ca 3 (PO 4 ) (s) + 6 H O (l) 3

4 . (4,0 pontos) A tabela a seguir fornece o grau de ionização dos ácidos HA, HX e HZ quando dissolvidos para formar um litro de solução aquosa. ácidos grau de ionização ( ) HA 80% HX 48% HZ 4% a) Considere um litro de uma solução aquosa contendo 0,03 mol do ácido HA. Determine a quantidade de cátions H 3 O +, de ânions A e de moléculas HA presentes na solução. Para determinar a quantidade de moléculas de HA ionizadas utiliza- se a equação 1: nº de moléculas ionizadas α = 100% Equação I nº de moléculas dissolvidas n Segue que, 80 = 100 n = 0,04 mol de HA 0,03 A equação de ionização é dada por: HA (l) H + (aq) + A - (aq) Como a proporção entre o ácido, o cátion e o ânion é de 1 : 1 : 1 mol, a quantidade de H + e A - será igual a 0,04 mol cada. A quantidade de moléculas HA presentes na solução é de 0,03 0,04 = 0,006 mol. b) Você precisa preparar duas soluções aquosas, cada uma deve ter um litro e conduzir corrente elétrica tão bem quanto a solução descrita no item a. Uma das soluções deve conter somente o ácido HX como soluto, enquanto a outra deve conter apenas o ácido HZ como eletrólito. Determine a quantidade de HX e de HZ adequada para cada solução. Note que a proporção de ácido, cátion e ânion é a mesma para os três ácidos (1 : 1 : 1 mol): HA (l) H + (aq) + A - (aq) HX (l) H + (aq) + X - (aq) HY (l) H + (aq) + Z - (aq) Sendo assim, para que a condução elétrica da solução dos ácidos HX e HZ seja a mesma que a do ácido HA, será necessária a ionização de 0,04 mol de cada para um litro de solução. Desta maneira, obtêm- se a mesma quantidade de íons livres em solução. Aplicando a Equação I para o ácido HX: Aplicando a equação I para o ácido HZ: 0,04mol 0,04mol 48 = = 100 x x = 0,05 mol de HX y y = 0,60 mol de HZ Portanto, deve- se adicionar 0,05 mol de HX e 0,60 mol de HZ para produzir um litro de cada solução com a mesma condutibilidade da solução do item a. 4

5 3. (18,0 pontos) (PUCMG - modificada) O medicamento Pepsamar Gel, utilizado no combate à acidez estomacal, é uma suspensão de hidróxido de alumínio. Cada ml de Pepsamar Gel contém 0,060 g de hidróxido de alumínio. Determine a massa de ácido clorídrico do suco gástrico que é neutralizada quando uma pessoa ingere 6,50 ml desse medicamento. Dados M(g/mol): Al = 7; Cl = 35,5; H = 1; O = 16. Al(OH) 3(s) 0,060 g 1,0 ml m 6,5 ml m 1 = 0,390 g de Al(OH) 3 Reação de neutralização: Al(OH) 3(s) + 3 HCl (aq) AlCl 3(aq) + 3 H O (l) 78 g/mol 3 x 36,5 g/mol 0,390 g m m = 0,548 g de HCl

6 4. (0,0 pontos) (UFRJ - modificada) A produção de enxofre elementar no COMPERJ (grande complexo petroquímico que está sendo construído no Rio de Janeiro) será realizada por meio do processo Claus, que utiliza o sulfeto de hidrogênio (H S) retirado do petróleo. O processo envolve duas etapas: na primeira etapa, sulfeto de hidrogênio, em excesso, reage com oxigênio para formar dióxido de enxofre (SO ) e gás hidrogênio. Na segunda etapa, o dióxido de enxofre formado na primeira etapa reage com o sulfeto de hidrogênio, fornecendo o enxofre elementar (S) e água. Sabendo que as reações são completas e que para cada mol de oxigênio consumido são adicionados 170 g de sulfeto de hidrogênio, calcule as massas de enxofre elementar produzido e de sulfeto de hidrogênio que não reage em um processo que envolve 64 kg de gás oxigênio. Dados M(g/mol): H = 1; O = 16; S = 3. Primeira etapa: Segunda etapa: H S (g) + O (g) SO (g) + H (g) SO (g) + H S (g) 3 S (s) + H O (l) Pela estequiometria das duas reações: 3 mol de H S 1 mol de O 3 mol de S 3 x 34g/mol 3 g/mol 3 x 3 g/mol c 64 kg p Calculando as regras de três, temos que: c = 04 kg de H S consumidos p = 19 kg de S produzidos A fim de calcular o excesso de H S, utiliza- se a relação dada no segundo parágrafo da questão: 1 mol de O 3 g de O 170 g de H S 64 kg m a m a = 340 kg de H S A massa de sulfeto de hidrogênio adicionada foi de 340 kg, enquanto apenas 04 kg reagiram; portanto, o excesso é de 136 kg. 6

7 5. (0,0 pontos) O metal alumínio é produzido a partir da eletrólise (decomposição por passagem de corrente elétrica) do óxido de alumínio presente no minério bauxita. Essa reação produz, além do metal, gás oxigênio. A indústria do alumínio demanda grande quantidade de energia para a realização da decomposição do óxido de alumínio (alumina). Entretanto, antes da eletrólise, a bauxita passa por uma série de procedimentos de purificação, resultando na alumina pura. Determine a massa de bauxita necessária para produzir 7,0 t de alumínio metálico. Considere que o rendimento do processo é de 100% e que a bauxita utilizada contém 75% de óxido de alumínio. Dados M(g/mol): Al = 7; H = 1; O = 16. Al O 3(s) 4 Al (s) + 3 O (g) x 10 g/mol 4 x 7g/mol m 1 7 t m 1 = 51 t de Al O 3 51 t de Al O 3 75% do minério m 100% m = 68 t 7