FICHA DE TRABALHO DE FÍSICA E QUÍMICA A FEVEREIRO 2012 APSA Nº14 11º Ano de Escolaridade 1. Qual a massa de hidróxido de sódio necessária para reagir completamente com 49,05 g de ácido sulfúrico de acordo com a equação química: 2NaHO (aq) + H2SO4 (aq) Na2SO4 (aq) + 2H2O (l) 2. De acordo com a equação química: Cl2 (g) + 2 HO - (aq) ClO - (aq) + Cl - (aq) + H2O (l), calcular: a) a massa de cloro que seria necessária para preparar 10,3 g de anião hipoclorito (ClO-); b) o número de iões hidróxido consumidos nesse processo. 3. Que volume de PH3, medido nas condições PTN, é produzido a partir de 125 g de Ca3P2 com excesso de água, segundo a equação: Ca3P2 (s) + 6 H2O (l) 3 Ca(OH)2 (s) + 2 PH3 (g), sendo o rendimento de 92 %? 4. Por reacção de calcário (contendo 80% de carbonato de cálcio, CaCO3) com excesso de solução aquosa de ácido nítrico obtiveram-se 17,6 g de CO2. Os outros produtos da reacção foram água e nitrato de cálcio, Ca(NO3)2. a) Calcular a massa de calcário utilizado. b) Que quantidade de ácido nítrico foi consumida? c) Qual o número de átomos do elemento oxigénio presentes nessa quantidade de ácido? d) Qual o volume de dióxido de carbono libertado, medido nas condições PTN? 5. 100 cm 3 de uma solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração 0,50 mol/l foram tratados com excesso de zinco em pó, tendo-se verificado a seguinte reacção completa: H2SO4 (aq) + Zn (s) ZnSO4 (aq) + H2 (g). a) Calcular o volume de gás libertado, nas condições PTN. b) Que massa de zinco passou à solução sob a forma catiónica (Zn 2+ )? 6. Sabendo que uma amostra de 10,70 g de cloreto de amónio, NH4Cl, foi aquecida na presença de hidróxido de sódio até total decomposição, segundo a equação química NH4Cl (s) + NaOH (aq) NH3(g) + NaCl (s) + H2O (g), determinar a massa e o volume (PTN) de amoníaco libertado. 7. FeCl3 no estado sólido é o único produto da reacção entre ferro (Fe) e cloro gasoso (Cl2). a) Escrever e acertar a equação química. b) Que massa de produto se obterá a partir de 200 g de ferro se o rendimento for de 85 %? c) Misturou-se 450 g de ferro com 9 moles de Cl2. Determinar a massa de FeCl3 formada d) Que percentagem do reagente que está em excesso ficou por reagir? 8. Uma amostra de clorato de potássio (KClO3), com grau de pureza de 90%, decompõe-se em perclorato de potássio (KClO4) e cloreto de potássio (KCl). a) Acertar a equação. b) Que massa total de produto da reacção se obtém a partir de 50 g de reagente impuro? 1
9. Uma amostra de álcool etílico com 5% de impurezas não inflamáveis entrou em combustão (completa), formando-se dióxido de carbono e vapor de água. Sabe-se que a amostra impura tinha a massa de 30 g e que se formaram 6 dm 3 de produtos gasosos (PTN). a) Determinar o rendimento deste processo. b) Qual é o nº de moléculas, o nº de átomos de hidrogénio e o nº total de átomos presentes nos produtos da reacção? 10. Fizeram-se reagir duas soluções que continham, respectivamente, 10 mg de NaCl e 3,5 mg de AgNO3. Indicar qual é o reagente que se encontra em excesso e a massa que fica por reagir. 11. O monóxido de azoto reage com o oxigénio de acordo com: 2 NO (g) + O2 (g) 2 NO2 (g). Calcular o valor máximo da massa de dióxido de azoto que se pode obter a partir de uma mistura de 3,823 g de NO e 2,886 g de O2. 12. No estudo de uma reacção completa fez-se reagir 0,810 g de zinco em pó (98,9% puro) com 60 cm 3 de uma solução aquosa de concentração 0,123 mol/dm 3 de nitrato de cobre (II). a) Qual o excesso do reagente excedente? b) Que massa de cobre irá obter-se? 13. A equação 2NH4Cl (s) + CaO (s) 2NH3 (g) + CaCl2 (s) + H2O (l) traduz a reacção de preparação do amoníaco no laboratório. a) Se misturarmos 16,9 g de cloreto de amónio com 13,3 g de óxido de cálcio, que massa de reagente estará em excesso? b) Calcular a massa que se obterá de cada um dos três produtos se o rendimento for de 20 %. 14. Da combustão de certa massa de propano (C3H8) resultaram 12 mol de dióxido de carbono. a) Escrever e acertar a equação química, sabendo que também se forma vapor de água. b) Que massa de combustível foi gasta na reacção? c) Estimar aproximadamente o volume de ar (PTN) necessário para a referida combustão. d) Se o rendimento da reacção fosse 70 %, que massa de CO2 se formaria? 15. A equação química 2 S2Cl2 (l) + C (s) CCl4 (l) + 4 S (s) traduz a preparação do tetracloreto de carbono. Numa certa experiência 3,65 g de S2Cl2 e um excesso de carbono originaram 1,51 g de CCl4. Qual o rendimento desta reacção? 16. Considerar a seguinte equação química: CaCO3 (S) + 2 HCl (aq) CaCl2 (aq) + CO2 (g) + H2O (l). a) Qual é a massa de CO2 que deverá formar-se quando se junta 4,50 g de HCl a 15,0 g de CaCO3? b) Que massa de reagente em excesso sobra no fim da reacção? c) Tendo-se obtido, numa experiência, 2,01 g de CO2, determinar o rendimento do processo. 17. A síntese do amoníaco pode ser descrita por 3 H2(g) + N2 (g) 2 NH3 (g). Sabendo que 2,24 dm 3 de H2, medidos nas condições PTN, reagiram com um excesso de N2 originando 0,85 g de NH3, determinar o rendimento da reacção. 18. Na reacção cuja equação química é Al 3+ (aq) + 3 OH - (aq) Al(OH)3 (s), qual é a massa 2
de hidróxido de potássio, com 15% de impurezas, necessária para a reacção completa com 50,0 cm 3 de solução de sulfato de alumínio 0,500 mol.dm -3? 19. Dissolveram-se 6,25 g de uma amostra impura de cloreto de sódio em água desionizada até ao volume final de 1,00 dm 3. 25,0 cm 3 desta solução reagiram com 26,4 cm 3 de solução aquosa de nitrato de prata de concentração 0,10 mol/l. Determinar a percentagem de NaCl presente na amostra. (Nota: Na reacção forma-se cloreto de prata e nitrato de sódio.) 20. Decompuseram-se pelo calor 543,7 g de MnO2 e obtiveram-se 40 g de oxigénio segundo: 3 MnO2 Mn3O4 + O2. Qual a percentagem de impurezas existentes no óxido de manganês utilizado? 21. Para se obter sulfato se sódio fez-se reagir, a temperatura elevada, 100 cm 3 de ácido sulfúrico de concentração igual a 10 mol/l com 5,00 g de cloreto de sódio contendo 20 % de impurezas inertes. a) Determinar a massa de Na2SO4 obtida após reacção completa. b) Um balão de 1500 cm 3 seria suficiente para recolher (PTN) todo o gás libertado nesta reacção (cloreto de hidrogénio)? 22. Uma amostra de iodeto de potássio (KI) tem 15 % de impurezas insolúveis em água. A amostra, com 20,707 g, foi tratada com água quente e, após arrefecimento, tratada com com excesso de uma solução de um sal de chumbo (II) completamente solúvel em água. Qual a massa de iodeto de chumbo, PbI2, que se formou? 23. Um minério de ferro contém 70,0 % de óxido de ferro (III), Fe2O3. Qual a massa de ferro que em princípio se pode obter a partir de 1 tonelada daquele minério? 24. O oxigénio gasoso pode ser obtido por termólise do clorato de potássio, KClO3. A equação química que traduz esta reacção endotérmica é 2 KClO3 (s) 2 KCl (s) + 3 O2. a) Determinar o volume de O2 produzido a partir de uma amostra de 3,646 g de KClO3, medido nas condições normais de pressão e temperatura. c) Qual a massa de cloreto de potássio que se formaria a partir de uma amostra de KClO3 com 90 g de massa e contendo 25% de impurezas? *25. 7,60 g de uma mistura de carbonato de cálcio e sulfato de cálcio (CaCO3 e CaSO4) foi aquecida, para decompor o carbonato (mas não o sulfato), de acordo com CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g). A massa final da amostra é 4,30 g. Qual a percentagem de CaCO3 na mistura inicial? *26. Uma mistura de hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) e carbonato de cálcio (CaCO3) tem a massa de 13,10 g. A mistura foi aquecida de modo a darem-se as seguintes termólises (decomposições térmicas): 2 NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) + CO2 (g) + H2O (g) CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) Sabendo que o sólido obtido no final tinha a massa de 7,918 g, qual a composição inicial da mistura? *27. Uma amostra de 0,50 g de uma liga de cobre e alumínio foi tratada com ácido clorídrico, tendo-se verificado que apenas o alumínio se dissolvia, libertando-se 593 cm 3 de hidrogénio, 3
medidos nas condições PTN. a) Acertar o esquema químico referente a esta reacção: Al (s) + HCl (aq) AlCl3 (aq) + H2 (g). b) Qual a percentagem de cobre na referida liga metálica? 28. O iodeto de cobre(i), não é suficientemente estável para ser armazenado durante muito tempo e por isso prepara-se, quando é necessário, a partir de sulfato de cobre (II) e iodeto de hidrogénio. 2 CuSO4 + 4HI 2CuI + 2 H2SO4 + I2 Se forem usados 52,0 g de sulfato de cobre (II), determine: a) a massa de HI necessária; b) a massa de cada um dos produtos produzidos. 29. Misturaram-se 81,0 g de alumínio com 1,25 mol de óxido de ferro (III), Fe2O3, tendo-se obtido 60,0 g de ferro. 2 Al + Fe2O3 Al2O3 + 2 Fe a) Qual o reagente limitante? b) Qual a massa do reagente em excesso? c) Qual o rendimento da reacção? 30. O C2H3Cl, policloreto de vinilo (PVC) constitui cerca de 90% do material utilizado na confecção de garrafas, não recicláveis, usadas na embalagem de águas. Existindo o hábito de queimar as garrafas vazias de PVC, e sendo CO2, H2O e HCl os principais produtos dessa combustão, que massa de HCl é lançada, por ano, para a atmosfera, por uma família que queima, mensalmente, 1 Kg de garrafas, sabendo que metade fica sob a forma de cinzas? 31. Uma amostra de zinco impuro de massa 4,10 gramas reagiu com excesso de solução de ácido clorídrico, de acordo com a equação: Zn(s) + 2 HCI(aq) ZnCl2(aq) + H2(g) O volume de di-hidrogénio (H2) obtido foi 1,22 dm 3, medido à pressão de 1,00 atm e 0 ºC (as impurezas não reagiram). Calcule a percentagem de zinco puro na amostra. (Exame de 12. "Ano 1993) 32. A combustão de um hidrocarboneto saturado é traduzida por: CnH2n+2 + Error! O2 n CO2 + (n + 1) H2O Quando se queima um determinado alcano, a relação entre a massa de dióxido de carbono e a de água é 88145. Identifique o alcano analisado. (Butano C4H10) 33. O sulfato de alumínio pode ser produzido por acção do ácido sulfúrico sobre o cloreto de alumínio: AlCl3 (aq) + H2SO4 (aq) Al2(SO4)3 (aq) + HCl (aq) Como é muito solúvel em água, é necessário evaporar a solução até à secura, o que elimina o ácido clorídrico, volátil. Para eliminar a água é necessário aquecer a mais de 200 ºC. Numa preparação usaram-se 41,67 g de cloreto de alumínio, com 10% de impurezas. a) Acerte o esquema químico dado. b) Calcule o número de moles de ácido sulfúrico que foi utilizado. c) Obtiveram-se 42,54 g de sulfato de alumínio puro. Qual foi o rendimento da reacção. 4
SOLUÇÕES 1: 40 g. 2: a) 14,2 g; b) 2,41x10 23 iões HO -. 3: 28,3 dm 3. 4. a) 50 g; b) 0,8 mol; c) 1,44x10 24 átomos O; d) 9 L. 5: a) 1,12 dm 3 ; b) 3,27 g. 6: 3,46 g e 4,57 dm 3. 7. a) coeficientes: 2,3,2; b) 494 g; c) 974 g; d) 25,5% de Fe. 8. a) coeficientes: 4,3,1; b) 45 g. 9. a) 22%; b) 4,0x10 23 moléculas; 4,8x10 23 átomos H; 1,2x10 24 átomos (total). 10: NaCl, 8,8 mg. 11: 5,86 g. 12.a) 4,9x10-3 mol de Zn; b) 0,47 g. 13: a) 4,7 g de CaO; b) 1,1 g (NH3), 3,6 g (CaCl2) e 0,6 g (H2O). 14: a) coeficientes: 1,5,3,4; b) 176 g; c) 2240 L; d) 370 g. 15: 73 %. 16: a) 2,71 g; b) 8,83 g de CaCO3; c) 74 %. 17: 75 %. 18: 9,9 g. 19: 98,8 %. 20: 40 %. 21: a) 4,86 g; b) Não (1532 > 1500 cm 3 ). 22: 24,4 g. 23: 489,5 kg. 24: a) 1,00 dm 3 ; c) 41,1 g. 25: 98,8 %. 26: CaCO3 = 37,6 % e NaHCO3 = 62,4 %. 27: a) coeficientes 2,6,2,3; b) 4,7 %. 28. a) 83,3 g; b) 62,0 g (CuI); 31,9 g (H2SO4); 41,3 g (I2); 29. a) Qual o reagente limitante?; b) 6,2 g; c) 18,8 g; 30. 3153,6 g/ano; 31. 79,5%; 32. Butano C4H10; 33. b) 0,42 mol; c) 88,5% 5