Prof. Rafa - Química – Cálculo Estequiométrico

Lista de exercícios

01. (UFBA) Hidreto de sódio reage com água, dando hidrogênio, segundo a reação:

NaH + H2O → NaOH + H2

Para obter 10 mols de H2, 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:

C2H6O(l) + O2(g) → CO2(g) + H2O(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) 10

03. (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)

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l)

a) 22 g

b) 44 g

c) 80 g

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 + H2O → Ca(OH)2

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

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

CO2 e H2O como produtos:

C12H22O11(s) + O2(g)→ CO2(g) + H2O(l)

Balanceie a equação acima e calcule quantos litros de CO2 (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:

CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

Qual a quantidade, em massa, de gás carbônico produzida pela decomposição de três

toneladas de CaCO3? (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 + H2O→ Ca(OH)2

3 Ca(OH)2 + Al2(SO4)3 → 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4

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 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C → P4 + 6 CaSiO3 + 10 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; Ca3(PO4)2 = 310,0)

09. Dada à equação, não balanceada:

PbCl2 + Al2(SO4)3 → PbSO4 + AlCl3

A quantidade de matéria, em número de mols de PbSO4, que serão formados a partir

de 3 mols de Al2(SO4)3, é igual a:

10. (FMU-SP) Na reação: 3 Fe + 4 H2O → Fe3O4 + 4 H2 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 KMnO4 + 16 HCl → 5 Cl2 + 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O

Para se obter 10 mols de cloro qual a quantidade de matéria, em número de mols de

KMnO4 e HCl, serão necessários:

12. Quando se coleta sangue para análises laboratoriais, utiliza-se como agente

anticoagulante o citrato de sódio (Na3C6H5O7). Para obtê-lo, faz-se a reação entre

ácido cítrico (C6H8O7) e o hidróxido de sódio (NaOH).

1 C6H8O7 + 3 NaOH → 1 Na3C6H5O7 + 3 H2O

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.)

C3H8O(l) + 9/2 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(l)

14. Na fabricação de fertilizantes químicos (adubos) nitrogenados, a amônia é produto

básico. As indústrias obtêm esse gás a partir do N2 atmosférico conforme a equação,

não balanceada:

N2(g) + H2(g) → NH3(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) + O2(g) → 2 CO(g)

Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO2(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 = 16.

16. (UFF-RJ) Amônia gasosa pode ser preparada pela seguinte reação balanceada:

CaO(s) + 2 NH4Cl(s) → 2 NH3(g) + H2O(g) + CaCl2(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; NH4Cl = 53 g/mol; NH3 = 17 g/mol

a) 68,0 b) 34,0 c) 71,0 d) 36,0 e) 32,0

17. (Cesgranrio-RJ) O H2S reage com o SO2 segundo a reação:

2 H2S + SO2 → 3 S + 2H2O

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 H2S com 2 mols de SO2:

a) 3 b) 4 c) 6 d) 7,5 e) 15

18. (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 (NH3) 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 NH3 é realizada em fase

gasosa, à temperatura de aproximadamente 450°C, de acordo com a seguinte reação:

N2(g) + H2(g) → NH3(g) + energia

Se a mistura inicial é de 30 mols de N2 e 75 mols de H2, que quantidade de NH3 será

produzida, em mols, teoricamente, se a reação de síntese for completa?

a) 30 b) 50 c) 60 d) 75

20. (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 H2(g) → CH3OH(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; H2: 2; CH3OH:32

a) CO, 384. b) CO, 396. c) CO, 480. d) H2, 384. e) H2, 480.

21. (Furg-RG) A decomposição térmica do nitrato cúprico é representada pela seguinte

equação:

2 Cu(NO3)2(s) → 2 CuO(s) + 4 NO2(g) + O2(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(NO3)2.

(Dados: massas atômicas: N = 14 ; O = 16 ; Cu = 64)

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 C6H5Cl + C2HCl3O → C14H9Cl5 + H2O

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.)

Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2

24. (Mackenzie-SP) O número de mols de HCl, produzido pela reação de 1,2.1023

moléculas de H2 com 4,48 litros de Cl2 nas CNTP, é:

(Dados: constante de Avogadro = 6,0 .1023; 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) + H2O(v) → Al2O3(s) + H2(g)

Assinale o volume, em litros, de gás hidrogênio obtido, nas CNTP. (Dado: Al = 27)

a) 2,24

b) 4,48

c) 6,72

d) 7,46

26. (Unimep-SP) Gás hidrogênio (H2) reage com óxido férrico (Fe2O3) 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.)

1 Fe2O3(s) + 3 H2(g) → 2 Fe(s) + 3 H2O(g)

a) 150 gramas.

b) 400 gramas.

c) 200 gramas.

d) 180 gramas.

e) 160 gramas.

27. (Unimep-SP) O cobre participa de muitas ligas importantes, tais como latão e bronze.

Ele é extraído de calcosita, Cu2S, por meio de aquecimento em presença de ar seco,

de acordo com a equação:

Cu2S + O2 → 2 Cu + SO2

A massa de cobre que pode ser obtida a partir de 500 gramas de Cu2S é,

aproximadamente igual a:

(Dados: massas atômicas - Cu = 63,5; S = 32)

a) 200 g

b) 400 g

c) 300 g

d) 600 g

e) 450 g

28. (UFLA) Os produtos de reação química abaixo, Ca(H2PO4)2 e CaSO4, 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) Ca3(PO4)2 com

H2SO4.

(Dados: massas atômicas - Ca = 40; P = 31; O = 16; S = 32; H = 1)

Equação:

Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + CaSO4

Superfosfato simples

Calcule a massa de H2SO4 necessária para converter 1 tonelada de rocha fosfática em

superfosfato simples.

29. (PUC-MG) A combustão do gás amoníaco (NH3) é representada pela seguinte

equação:

2 NH3(g) + 3/2 O2(g) → N2(g) + 3 H2O(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) - H2O = 18; volume molar nas CNTP = 22,4 L.)

a) 216

b) 108

c) 72

d) 36

30. (PUC-SP) Na metalurgia temos a reação:

2 Al2O3 + 3 C → 3 CO2 + 4 Al

Se utilizarmos 20,4 g de Al2O3, 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

31. (UFLA) Quando o nitrato de amônio decompõe-se termicamente, produz-se gás

hilariante (N2O) e água. Se a decomposição de 100 g de NH4NO3 impuro fornece 44 g

de N2O, a pureza do nitrato de amônio é: (Dados: N = 14 ; H = 1 ; O = 16.)

NH4NO3 → N2O + H2O

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 (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

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 (MnO2), que é empregado para a

obtenção de ferromanganês, de acordo com a seguinte reação:

MnO2(s) + Fe2O3(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, 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

35. (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:

Cr2O3(s) + 2 Al(s) → 2 Cr(s) + Al2O3(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.

36. (UFRS) Num experimento, 1000 kg do minério hematita (Fe2O3 + impurezas

refratárias) foram reduzidos com coque, em temperatura muito elevada, segundo a

reação representada a seguir.

Fe2O3 + 3 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%.

b) 40,0%.

c) 55,8%.

d) 70,0%.

e) 80,0%.

37. (UNICAMP) A obtenção de etanol, a partir de sacarose (açúcar) por fermentação,

pode ser apresentada pela seguinte equação:

C12H22O11 + H2O → 4 C2H5OH + 4 CO2

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/cm3

Massa molar da sacarose = 342 g/mol

Massa molar do etanol = 46 g/mol

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 KMnO4 e 32 mols de HCl; 12 – 1536g; 13 – 1,44 mol; 14 – 2,8t; 15 –

320 kg; 16 – A; 17 – C; 18 – A; 19 – B; 20 – D; 21 – 159,6g; 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; 33 – 125,2 g; 34 – B; 35

– E; 36 – E; 37 – 74,35 kg.