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QUÍMICA Capítulo 3 Cálculo estequiométrico220 1 Se queimarmos uma certa massa de papel, verifica- mos, após a queima, uma diminuição desta massa. Essa observação contraria a lei de Lavoisier (conser- vação das massas)? Justifique sua resposta. 2 Ao dissolver-se um comprimido efervescente em uma dada massa de água, ao término do processo observa-se uma diminuição da massa do conjunto. A referida observação contraria a lei de Lavoisier? Justi- fique sua resposta. 3 Em que lei das combinações podemos nos basear para afirmar que 2 g de hidrogênio reagem com 16 g de oxigênio produzindo exatamente 18 g de água? 4 Ao adicionarmos 4 g de cálcio (Ca) a 10 g de cloro (Cl2) obteremos 11,1 g de cloreto de cálcio (CaCl2) e um excesso de 2,9 g de cloro. Se, num segun- do experimento, adicionarmos 1,6 g de cálcio a 30 g de cloro, quais serão as massas de cloreto de cálcio e de excesso de cloro obtidas? Quais leis das combinações nos auxiliam na resolução desta questão? 5 CPS 2018 Lavoisier foi quem descobriu uma maneira de sintetizar o salitre em grandes quantidades, o que pos- sibilitou um aumento sensível na produção e utilização da pólvora. Para se obter o nitrato de potássio, um tipo de salitre, pode-se reagir cloreto de potássio com ácido nítrico. Lavoisier também foi responsável por enunciar a Lei da Conservação da Massa, também conhecida como Lei de Lavoisier. <https://tinyurl.com/ybcuml9u> Acesso em: 15.11.2017. Adaptado. Em um experimento para obtenção de salitre, foram anotadas as massas utilizadas, porém o aluno esque- ceu de anotar a massa formada de nitrato de potássio, conforme a gura. KCl + HNO3 → KNO3 + HCl 745 g 630 g x g 365 g O aluno não se preocupou com esse fato, pois apli- cando a Lei de Lavoisier é possível encontrar a massa desconhecida, representada por x na tabela. Assinale a alternativa que apresenta a massa de sali- tre, em gramas, obtida nesse experimento. A 101 630 C 745 d 1010 1 375 6 Vunesp Duas amostras de carbono puro de massa 1,00 e 9,00 g foram completamente queimadas ao ar. O único produto formado nos dois casos, o dióxido de carbono gasoso, foi totalmente recolhido e as massas obtidas foram 3,66 g e 32,94 g, respectivamente. Utilizando estes dados: a) demonstre que nos dois casos a lei de Proust é obedecida; b) determine a composição do dióxido de carbono, expressa em porcentagem em massa de carbono e de oxigênio. 7 Analise a tabela: MgO + H2O → Mg(OH)2 40 g 18 g α β 90 g δ Com base nas leis de Lavoisier e Proust, determine os valores de α, β e δ. 8 Uerj Na natureza nada se cria, nada se perde; tudo se transforma. Esse enunciado é conhecido como Lei da Conserva- ção das Massas ou Lei de Lavoisier. Na época em que foi formulado, sua validade foi contestada, já que na queima de diferentes substâncias era possível obser- var aumento ou diminuição de massa. Para exemplicar esse fenômeno, considere as duas balanças idênticas I e II mostradas na gura a seguir. Nos pratos dessas balanças foram colocadas massas idênticas de carvão e de esponja de aço, assim dis- tribuídas: – pratos A e C: carvão; – pratos B e D: esponja de aço. prato A prato B prato C prato D III A seguir, nas mesmas condições reacionais, foram quei- mados os materiais contidos em B e C, o que provocou desequilíbrio nos pratos das balanças. Para restabele- cer o equilíbrio, serão necessários procedimentos de adição e retirada de massas, respectivamente, nos se- guintes pratos: A A e D B e C C C e A d D e B Exercícios propostos F R E N T E 2 221 9 Analise o quadro a seguir: NaOH + HCl → NaCl + H2O 40 g 36,5 g x 18 g 80 g y z t Vericando as leis de Lavoisier e de Proust, determine os valores de x, y, z e t. 10 CFTMG 2016 Observe a equação química a seguir: C2H4 + H2 → C2H6 (28 g) (2 g) (30 g) A comparação entre as massas do produto e dos rea- gentes relaciona-se à Lei de A Bohr. Dalton. C Lavoisier. d Rutherford. 11 CFTMG 2014 A oxidação espontânea do ferro, repre- sentada na equação, leva à formação da ferrugem, caracterizada como óxido de ferro III. 2 Fe(s) + 3 2 O2(g)→ Fe2O3(s) Suponha que uma placa de ferro de 112 g foi guardada em um recipiente fechado, com ar. Após a degradação completa, detectou-se 160 g de ferrugem. A massa de oxigênio, em gramas, consumida nessa reação, é aproximadamente, de A 32. 48. C 56. d 72. 12 Ufes Num sistema a uma determinada pressão e temperatura, dois gases, A e B, inodoros e incolo- res, reagem entre si na proporção de 1 volume de A para 3 volumes de B, gerando 2 volumes de um gás irritante, C. Quando 3 volumes do gás A e 6 volumes do gás B fo- rem submetidos às mesmas condições, o volume nal do sistema será: A 2 volumes. 3 volumes. C 5 volumes. d 8 volumes. 9 volumes. 13 Fuvest Os pratos A e B de uma balança foram equi- librados com um pedaço de papel em cada prato e efetuou-se a combustão apenas do material contido no prato A. Esse procedimento foi repetido com pa- lha de aço em lugar de papel. Após cada combustão observou-se: A B Com papel Com palha de aço A A e B no mesmo nível A e B no mesmo nível A abaixo de B A abaixo de B C A acima de B A acima de B d A acima de B A abaixo de B A abaixo de B A e B no mesmo nível 14 Unicentro 2016 Com objetivo de comprovar a Lei de Conservação das Massas em uma reação química — Lei de Lavoisier —, um béquer de 125,0 mL, contendo uma solução diluída de ácido sulfúrico, H2SO4(aq), foi pesado juntamente com um vidro de relógio, conten- do pequena quantidade de carbonato de potássio, K2CO3(s), que, em seguida, foi adicionado à solução ácida. Terminada a reação, o béquer com a solução e o vidro de relógio vazio foram pesados, verificando-se que a massa final, no experimento, foi menor que a massa inicial. Considerando-se a realização desse experimento, a conclusão correta para a diferença vericada entre as massas nal e inicial é A a Lei de Lavoisier não é válida para reações realiza- das em soluções aquosas. a condição para a comprovação da Lei de Con- servação das Massas é que o sistema em estudo esteja fechado. C o excesso de um dos reagentes não foi levado em consideração, inviabilizando a comprovação da Lei de Lavoisier. d a massa dos produtos de uma reação química só é igual à massa dos reagentes quando estes estão no mesmo estado físico. 15 FEI Sejam mA e mB as massas de A e B respectivamen- te que reagem estequiometricamente para formar C na reação representada pela equação: A + B→ C Ao misturarmos as massas m′A e m′B de A e B, res- pectivamente, para formar C, tal que m′A/m′B > mA/mB então: A A é o reagente em excesso. B é o reagente em excesso. C C é o reagente em excesso. d não há excesso. os dados são insuficientes para a conclusão. QUÍMICA Capítulo 3 Cálculo estequiométrico222 16 Enem 2017 O ácido acetilsalicílico, AAS (massa molar igual a 180 g/mol), é sintetizado a partir da reação do ácido sa- licílico (massa molar igual a 138 g/mol) com anidrido acético, usando-se ácido sulfúrico como catalisador, conforme a equação química: Após a síntese, o AAS é puricado e o rendimento nal é de aproximadamente 50%. Devido às suas propriedades farmacológicas (antitérmico, analgésico, anti-inamatório, antitrombótico), o AAS é utilizado como medicamento na forma de comprimidos, nos quais se emprega tipicamente uma massa de 500 mg dessa substância. Uma indústria farmacêutica pretende fabricar um lote de 900 mil comprimidos, de acordo com as especicações do texto. Qual é a massa de ácido salicílico, em kg, que deve ser empregada para esse m? A 293 345 C 414 d 690 828 17 IFCE 2019 O menor dos hidrocarbonetos, o metano (CH4) é um gás incolor e pode causar danos ao sis- tema nervoso central se for inalado. Pode ser obtido da decomposição do lixo orgânico, assim como sofrer combustão como mostra a reação balanceada: CH4(g) + 2 O2(g)→ CO2(g) + 2 H2O(l) DH = -890 KJ A massa de metano que, em g, precisa entrar em com- bustão para que sejam produzidos exatamente 54 g deágua é igual a Dados: M(H) = 1 g/mol, M(C) = 12 g/mol e M(O) = 16 g/mol. A 36 24 C 20 d 44 52 18 Unicamp Uma amostra gasosa de H2S e CS2 a 120 °C rea- giu com excesso de O2, formando uma mistura gasosa contendo 2,16 g de água, 9,24 g de dióxido de carbono e uma certa quantidade de dióxido de enxofre. Dados: Massas molares: H2O = 18,0 g · mol -1; SO2 = 64,1 g · mol -1; CO2 = 44 g · mol -1. a) Escreva a equação química que representa a rea- ção de dissulfeto de carbono com oxigênio. b) Calcule a massa de dióxido de enxofre formada na reação da amostra gasosa com oxigênio. 19 PUC-SP 2017 A água oxigenada é o nome dado à so- lução comercial de peróxido de hidrogênio (H2O2) em água. Em lojas de produtos químicos é possível ad- quirir frascos contendo água oxigenada 200 volumes. Essa concentração indica que a decomposição total do peróxido de hidrogênio contida em 1,0 L de solu- ção produz 200 L de gás oxigênio medidos na CNTP. A reação de decomposição da água oxigenada é re- presentada pela equação química a seguir 2 H2O2(aq)→ 2 H2O(l) + O2(g) Desse modo, 50 mL dessa solução contém, aproxi- madamente, Dado: Volume de 1 mol de gás na CNTP é 22,4 L. A 10 g de H2O2. 20 g de H2O2. C 30 g de H2O2. d 40 g de H2O2. 20 Vunesp Os hidretos de metais alcalino-terrosos rea- gem com água para produzir hidrogênio gasoso, além do hidróxido correspondente. Por isso, tais hidretos podem ser utilizados para inflar salva-vidas ou balões. Escreva a equação química balanceada e calcule o volume de hidrogênio produzido a 27 °C e 1,00 atmos- fera, produzido pela reação de 84,0 g de hidreto de cálcio, CaH2, com água. Dados: Massas atômicas: Ca = 40; H = 1; O = 16. Constante Universal dos gases: 0,0821 L · atm/mol K. 21 Unicamp A obtenção de etanol, a partir de sacarose (açúcar) por fermentação, pode ser representada 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 mas- sa (em kg) de açúcar necessária para produzir um volume de 50 litros de etanol, suciente 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. 22 Unicamp Certos solos, por razões várias, costumam apresentar uma acidez relativamente elevada. A di- minuição desta acidez pode ser feita pela adição ao solo de carbonato de cálcio, CaCO3 ou hidróxido de cálcio, Ca(OH)2 ocorrendo uma das reações, a seguir representadas: CaCO3 + 2 H + → Ca2+ + CO2 + H2O Ca(OH)2 + 2 H + → Ca2+ + 2 H2O