ROTEIRO DE ESTUDOS DE QUÍMICA 1 etapa/14 2 Série Ensino Médio

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1 ROTEIRO DE ESTUDOS DE QUÍMICA 1 etapa/14 2 Série Ensino Médio Aluno (a): Turma n Mol Massa de átomos molécula, íons, mol e determinação de fórmula química Aspectos quantitativos das reações químicas. Relações estequiométricas fundamentais, com gases, reagente limitante e excesso, rendimento e pureza. Expressando a concentração de soluções aquosas. Concentração em g/l, mol/l, densidade, porcentagem (%m/m, % m/v e % v/v) e ppm Observações: Refaçam os exercícios do livro. Os exercícios recomendados deverão ser feitos e entregues no dia da prova de recuperação de Química. Caso tenham alguma dúvida, procurem a professora antes da prova. Lista de Exercícios Questão 1: O aspartame, um adoçante artificial, pode ser utilizado para substituir o açúcar de cana. Bastam 42 mg de aspartame para produzir a mesma sensação de doçura que 6,8g de açúcar de cana. Sendo assim, quantas vezes, aproximadamente, o número de moléculas de açúcar de cana deve ser maior do que o número de moléculas de aspartame para que tenha o mesmo efeito sobre o paladar?dados: massas molares aproximadas: açúcar de cana: 340g/mol; adoçante artificial: 300g/mol; 1mg = 10-3 g Questão 2: A combustão do álcool etílico é representada pela equação: C 2 H 6 O (l) + 3O 2(g) 2CO 2(g) + 3H 2 O (g) Na queima de 100g de um álcool hidratado, qual é a massa de água formada, se o rendimento é de 80%? Questão 3: Rodando a 60 km/h, um automóvel faz cerca de 10 km por litro de etanol (C 2 H 6 O). Calcule o volume de gás carbônico (CO 2 ), em metros cúbicos, emitido pelo carro após 5 horas de viagem. Admita queima completa do combustível de acordo com a equação: C 2 H 6 O + 3O 2 2CO 2 + 3H 2 O Dados: densidade do etanol: 0,8 kg/l; massa molar do etanol: 46 g/mol; volume molar do CO 2 : 25 L/mol; 1m 3 = 1000L Questão 4: O ferro (massa atômica 56) é essencial à vida do homem porque está presente, na forma iônica, no glóbulo vermelho do sangue e transporta oxigênio para os tecidos. No sangue de um adulto há 2,9 g de ferro, que estão contidos em cerca de 2,6 x glóbulos vermelhos. Qual é o número de átomos de ferro em cada glóbulo vermelho? Questão 5: Antiácido estomacal, preparado à base de bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ), reduz a acidez estomacal provocada pelo excesso de ácido clorídrico segundo a equação: HCl (aq) + NaHCO 3(aq) NaCl (aq) + H 2 O (l) + CO 2(g) Para cada 1,87g de bicarbonato de sódio, qual o volume de gás carbônico liberado a 0 C e 1 atm? Dados: Massa molar NaHCO 3 = 84 g/mol ; Volume molar = 22,4 L/mol (0 C e 1 atm) QUESTÃO 6: O bicarbonato de amônio, NH 4 HCO 3, é um sal usado como fermento nas fábricas de biscoito. Sua produção industrial envolve a reação, sob condições apropriadas, de amônia, água e dióxido de carbono, de acordo com a equação: NH 3(aq) + H 2 O (l) + CO 2(aq) NH 4 HCO 3(s) Deseja-se produzir o sal a partir de 55g de amônia, 110g de dióxido de carbono e de quanta água for necessária. a) Qual dos reagentes, amônia ou dióxido de carbono, está em excesso? b) Qual a massa da água que será consumida na reação? c) Qual a massa de sal produzido?

2 Questão 7: O bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ) é utilizado na fabricação do extintor de incêndio que produz espuma. Nesse extintor, existe bicarbonato de sódio sólido e uma solução de ácido sulfúrico, em compartimentos separados. Quando o extintor é acionado, o bicarbonato de sódio e o ácido sulfúrico se misturam e reagem segundo a equação: 2 NaHCO 3 + H 2 SO 4 Na 2 SO CO H 2 O Qual é o volume de CO 2 gasoso liberado (em litros), nas CNTP, se 196g de H 2 SO 4 reagem em solução, com NaHCO 3 suficiente. Questão 8: O hidróxido de magnésio [Mg(OH) 2 ], popularmente chamado de leite de magnésia, é usado no combate à acidez estomacal, provocada pelo excesso de ácido clorídrico (HCl) presente no estomago. a) ESCREVA a equação balanceada para a reação entre hidróxido de magnésio e o ácido clorídrico. b) Se bebermos 2,9 g de leite de magnésia, o número de mols do ácido neutralizado no estômago é igual a: Questão 9: É dada a seguinte reação: Na 2 S 2 O 3 + I 2 NaI + Na 2 S 4 O 6 Pede-se: a)a quantidade em gramas de Na 2 S 4 O 6, obtida quando se faz 158g de Na 2 S 2 O 3 reagir com quantidade suficiente de I 2, admitindo-se rendimento total da reação. b) O número de mols contidos em 30g de NaI. Questão 10: Um dos efeitos da chamada chuva ácida causada pelo SO 2(g) lançado na atmosfera é transformação do mármore, CaCO 3(s), em gesso, CaSO 4(s) que pode ser representado pelas seguintes equações: 2 SO 2(g) + O 2(g) 2SO 3(g) SO 3(g) + H 2 O (l) H 2 SO 4(aq) H 2 SO 4(aq) + CaCO 3(s) CaSO 4(s) + H 2 O (l) + CO 2(g) a) Qual é a quantidade de gesso que pode ser formada, no máximo, pela reação de 44,8 L de SO 2(g) lançado na atmosfera, nas CNTP? b) Qual será a quantidade, em gramas, de CO 2(g) liberado quando for lançado para a atmosfera 70g de SO 2(g)? Questão 11: Considere que uma solução de bateria típica apresente d = 1,3g/mL e 38% em massa de H 2 SO 4. Determine a concentração do ácido: (H 2 SO 4 = 98g/mol) a) em g/l; b) em mol/l. Questão 12: Um funileiro usa um maçarico de acetileno para soldar uma panela. O gás acetileno é obtido na hora, através da seguinte reação química: CaC 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + C 2 H 2 Qual a MASSA aproximada de carbureto de cálcio(cac 2 ) que será necessária para obter 12,3L de acetileno, nas CNTP? Questão 13:.Um bom uísque possui, em média, um teor alcoólico de 40% volume por volume. Sabe-se, ainda, que o limite de álcool permitido legalmente no sangue de um motorista, em muitos países, é de 0,0010 g/ml. a) Calcule, em gramas, a massa total de álcool que deve estar presente no sangue de uma pessoa para produzir uma concentração de 0,0010 g/ml. Sabe-se que o volume médio de sangue em um ser humano é 7,0 L. b) Calcule o volume de álcool, em ml, que corresponde à massa calculada no item 1. A densidade do álcool é 0,80 g/ml. c) Calcule o volume, em ml, de uísque necessário para provocar o teor alcoólico de 0,0010 g/ml. Sabe-se que cerca de 13% do álcool ingerido vai para a corrente sanguínea de um ser humano. Questão 14: Em 114g de Al 2 (SO 4 ) 3 existem: a) Quantos mols? b) Quantas fórmulas mínimas? c) Quantos átomos de cada elemento químico? d) Quantos átomos no total?

3 Questão 15: Uma pessoa que tomar, de 12 em 12 horas, um comprimido contendo 450mg de ácido acetilsalicílico (C 9 H 8 O 4 ), terá ingerido, após 24 horas, um número de moléculas dessa substância igual a: Massa molar = 180g/mol Questão 16: A queima do carvão pode ser representada pela equação: C (s) + O 2(g) CO 2(g) Foram colocados em contato 10g de C (s) e 10g de O 2(g), e eles regiram. Indique e justifique através de cálculos. a) O reagente limitante. b) O número de mol em excesso. c) A massa em gramas de CO 2(g) produzido. Questão 17: Linus Pauling, prêmio Nobel de Química e da Paz, faleceu recentemente aos 93anos. Era um ferrenho defensor das propriedades terapêuticas da vitamina C. Ingeria diariamente cerca de 2, mol dessa vitamina. Dose diária recomendada de vitamina (C 6 H 8 O 6 )... 62mg Quantas vezes, aproximadamente, a dose ingerida por Pauling é maior que a recomendada? (Dados: H = 1, C = 12, O = 16.) Questão 18: Um frasco contém uma mistura de 8 gramas de oxigênio (O 2 ) e 22 gramas de gás carbônico (CO 2 ). Qual é o número de moléculas de cada gás no frasco? Questão 19: O inseticida Parathion tem a seguinte fórmula molecular: C 10 H 14 O 5 NSP. Qual é a massa, em gramas, de 1 molécula desse inseticida? Questão 20: Os motores a diesel lançam na atmosfera diversos gases, entre eles o anidrido sulfuroso (SO 2 ) e o monóxido de carbono (CO). Uma amostra dos gases emitidos por um motor a diesel foi recolhida; observou-se que ela continha 0,1mol de anidrido sulfuroso e 0,5 mol de monóxido de carbono. a) Determine a massa, em gramas, de monóxido de carbono contido nessa amostra. b) Quantos átomos de oxigênio estão presentes na amostra recolhida? Dados: C = 12 u; O = 16 u Questão 21: Uma das principais causas da poluição atmosférica é a queima de óleos e carvão, que libera para o ambiente gases sulfurados. A seqüência reacional abaixo demonstra um procedimento moderno de eliminação de anidrido sulfuroso (SO 2 ), que consiste em sua conversão a gesso. SO 2 + H 2 O H + + HSO 3- H + + HSO 3- + ½ O 2 2 H SO 4 2 H SO 4 + Ca(OH) 2 CaSO 4. 2H 2 O gesso Calcule a massa de gesso, em gramas, que pode ser obtida a partir de 192 g de anidrido sulfuroso, considerando um rendimento de 70% no processo de conversão. Dados: CaSO 4. 2H 2 O = 172g/mol Questão 22: Calcário, que é carbono de cálcio impuro, é empregado para obtenção de cal viva, importante produto industrial. Uma amostra de 25g de calcário foi submetida à decomposição por aquecimento e verificou-se a produção de 5,0 L de gás carbônico, volume que foi medido a 30ºC e a 1 atm. CaCO 3(s) CaO (s) + CO 2(g) Dados: O volume molar de gás a 30ºC e a 1 atm é 25L, Ca =40; C =12 ; O =16. a) Qual é a massa de CaCO 3 presente na amostra de calcário? b) Determine o grau de pureza da amostra (isto é porcentagem de CaCO 3 nessa amostra). Questão 23: Uma massa de calcário de 2500g com 80% de pureza, ao ser calcinado, forneceu quantos litros de CO 2 medidos nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP)? CaCO 3 CaO + CO 2 Questão 24: O antibiótico cefalexina tem massa molar aproximadamente de 3,5 x 10 2 g/mol. Qual o número de moléculas existentes em uma cápsula que contém 500 mg do antibiótico? Dados: 1mg = 10-3 g

4 Questão 25: Um frasco de laboratório contém 2L de uma solução aquosa de NaCl. A massa do sal dissolvida na solução é de 120g. Pergunta se: a) Qual a concentração em g/l da solução? b) Que volume deve ser retirado da solução inicial para que se obtenham 30g de sal dissolvido? c) Qual a concentração em mol/l da solução? d) Quantos mols há em 50mL dessa solução? Questão 26: Segundo equação não balanceada. C 2 H 6 O + O 2 CO 2 + H 2 O Qual é a massa de água (em gramas) que se forma quando se queimam 18,4g de álcool etílico? Questão 27: Uma das maneiras de impedir que o SO 2, um dos responsáveis pela chuva ácida, seja liberado para a atmosfera é tratá-lo previamente com óxido de magnésio, em presença de ar, como equacionada a seguir: Dados: massas molares em g/mol: MgO = 40 e SO 2 = 64 MgO (s) + SO 2(g) + ½ O 2(g) MgSO 4(s) Quantas toneladas de óxido de magnésio (MgO) são consumidas no tratamento de 9,6x10 3 toneladas de SO 2? Questão 28: De acordo com os conceitos de mol e constante de Avogadro, julgue os itens abaixo, marcando C para os corretos e E para os errados. Justifique as alternativas falsas. ( ) Um mol de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) contém o mesmo número de átomos que um mol de átomos de NH 4 OH. ( ) Um mol de ácido fosfórico ( H 3 PO 4 ) contém 6,0x10 23 átomos. ( ) Em 5,0 x 10-1 mol de amônia (NH 3 ) estão presentes aproximadamente 3,0 x moléculas. ( ) Um mol de H 2 O contém 2 átomos de hidrogênio. ( ) Um mol de Cl 2 contém 6 x átomos. ( ) Uma molécula de H 2 O contém 16g de oxigênio. ( ) Um mol de fórmulas mínimas de Al 2 (SO 4 ) 3 tem 3 íons SO 4 2- e 2 íons Al 3+. ( ) Uma fórmula mínima de Al 2 (SO 4 ) 3 tem 3 mols de átomos de enxofre e 12 mol de átomos de oxigênio. Questão 29: Um ser humano adulto sedentário libera, ao respirar, em média, 0,880mol de CO 2 por hora. A massa de CO 2 pode ser calculada, medindo-se a quantidade de BaCO 3(s), produzida pela reação: Ba(OH) 2(aq) + CO 2(g) BaCO 3(s) + H 2 O (l) Suponha que a liberação de CO 2(g) seja uniforme nos períodos de sono e de vigília. Qual a massa de carbonato de bário que seria formada pela reação do hidróxido de bário com o CO 2(g), produzindo durante 30 minutos? Massas Molares: BaCO 3 = 197g/mol ; CO 2 = 44g/mol Questão 30: Em um recipiente são colocados para reagir 40,0 g de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) com 40,0 g de hidróxido de sódio (NaOH). Sabe-se que um dos reagentes está em excesso. Após a reação se completar, pergunta se: H 2 SO NaOH Na 2 SO H 2 O a) Qual o reagente em excesso? Mostre através de cálculos. b) Quantas gramas sobraram sem reagir do reagente em excesso? Mostre através de cálculos. c) Quantas moléculas de água serão formadas? Mostre através de cálculos d) Qual a massa, em gramas, de Na 2 SO 4 que se formou? Mostre através de cálculos Questão 31: 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, em cada 28 g de óxido de cálcio qual será a massa de sulfato de cálcio? (Dados massas molares: Ca = 40, O = 16, H = 1, Al = 27, S = 32)

5 Questão 32: Um aditivo para radiadores de automóveis é composto de uma solução aquosa de etilenoglicol. Sabendo que um frasco de 500mL dessa solução existem cerca de 5 mols de etilenoglicol (C 2 H 6 O 2 ), a concentração dessa solução em g/l é Questão 33: Uma solução com concentração de açúcar igual a 80g/L terá: a) Qual massa de açúcar em g, se uma pessoa beber 250mL dessa solução? b) Qual concentração em mol/l? c) Quantos mols em 200mL de solução? Questão 34: Considere duas latas do mesmo refrigerante, uma na versão diet e outra na versão comum. Ambas contêm o mesmo volume de líquido (300 ml) e têm a mesma massa quando vazias. A composição do refrigerante é a mesma em ambas, exceto por uma diferença: a versão comum contém certa quantidade de açúcar, enquanto a versão diet não contém açúcar (apenas massa desprezível de um adoçante artificial). Pesando-se as duas latas fechadas de refrigerante, foram obtidos os seguintes resultados. Amostra Massa Lata com refrigerante comum 331,2 Lata com refrigerante diet 316,2 Por esses dados, pode-se concluir que a concentração, em g/l, de açúcar no refrigerante comum é de, aproximadamente, Questão 35: Uma pessoa usou 34,2g de sacarose (C 12 H 22 O 11 ) para adoçar seu cafezinho. O volume de cafezinho na xícara foi de 50mL. A concentração da sacarose em mol/l nesse cafezinho é? Questão 36: O mercúrio é um metal tóxico que pode ser absorvido por via gastrointestinal e cuja excreção é lenta.a análise da água de rio contaminado revelou uma concentração de 5x10-5 mol/l de mercúrio. a) Qual a concentração em g/l da água contaminada por mercúrio? b) Qual a massa aproximada, em gramas, ingerida por uma pessoa que bebeu um copo de 250mL dessa água? Questão 37: É possível conhecer a concentração de uma espécie iônica em solução aquosa, a partir do conhecimento da concentração de soluto e se o soluto dissolvido dissocia-se ou ioniza-se por completo. Uma solução de sulfato de sódio, Na 2 SO 4 possui concentração em quantidade de matéria igual 0,3 mol/l. a) Qual a concentração em g/l dessa solução? b) Qual a concentração, em quantidade de matéria, da espécie [Na + ] e [SO 4-2 ]? Questão 38: Qual a massa de permanganato de potássio (KMnO 4 ) que deve ser dissolvida em água até completar o volume de solução de 200mL, de modo a obter-se uma solução 0,01mol/L? Questão 39: Nos seres humanos, o limite máximo de concentração de íons Hg 2+ é de 6mg/L de sangue, qual, é essa concentração expressa em mol/l? Questão 40: Dissolveu-se 1,0 grama de permanganato de potássio em água suficiente para formar 1,0 litro de solução. Sabendo-se que 1 ml contém cerca de 20 gotas, qual a massa de permanganato de potássio em uma gota de solução? Questão 41: Um alimento contendo mais que 0,05 ppm de Pb 2+ (m/m) é impróprio para o consumo. A análise de uma amostra de morangos acusou 2 x 10 6 % em massa de Pb 2+. A amostra de morangos deve ou não ser confiscada? Justifique por meios de cálculos. Questão 42: Uma pequena fábrica produz baterias para automóveis. Para isso, cada bateria necessita de 2000 ml de uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) de concentração 392 g/l. A partir destes dados, pede-se : a) a quantidade, em mols, de ácido sulfúrico, contida na solução da bateria. MOSTRE COMO CHEGOU AO RESULTADO. b) a % m/v do ácido sulfúrico na solução da bateria. MOSTRE COMO CHEGOU AO RESULTADO. Questão 43: O mercúrio é um metal tóxico que pode ser absorvido por via gastrointestinal e cuja excreção é lenta. A análise da água de rio contaminado revelou uma concentração de 5x10-5 mol/l de mercúrio. a) Quantos ppm de mercúrio a análise do rio revelou? MOSTRE COMO CHEGOU AO RESULTADO. b) Qual a massa aproximada, em gramas, ingerida por uma pessoa que bebeu um copo de 250mL dessa água? MOSTRE COMO CHEGOU AO RESULTADO.