Nome: ________________________________________________________
Bimestre: 1º
Ano / série: 2ª série ____
Componente Curricular: Química
Data:
/
Ensino: Médio
Professor: Ricardo Honda
/ 2012
Lista de Exercícios 5
Pureza e Rendimento
1. Qual a porcentagem de impureza que existe em uma amostra impura de 150 g de hidróxido de sódio (NaOH) que contém
120 g de NaOH puro?
Resolução
* Cálculo da quantidade de NaOH presente nos 150 g da amostra:
150 g ---------- 100 % (toda amostra)
120 g ---------- x (só o NaOH)
x = 80 % (só de NaOH)
Portanto, a porcentagem de impureza é de 20 %.
2. Para obtermos 17,6 g de gás carbônico (CO2) pela queima total de um carvão com 60% de pureza, necessitaremos de uma
amostra de carvão com massa igual a:
(Dadas as massas atômicas: C = 12, O = 16)
a) 2,4 g.
b) 4,8 g.
c) 8,0 g.
d) 16,0 g.
e) 17,6 g.
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
1 C + 1 O2 → 1 CO2
* Cálculo da quantidade de C necessária para produzir 17,6 g de CO2 (massa molar = 44 g/mol):
1 ∙ 12 g de C ---------- 1 ∙ 44 g de CO2
x
---------- 17,6 g de CO2
x = 4,8 g de C
* Cálculo da massa de carvão com 60 % de pureza de C:
4,8 g de C ---------- 60 % (só o C)
y
---------- 100 % (toda a amostra de carvão)
y = 8 g de carvão
3. Em siderurgia, uma das reações é dada pela equação química:
CO (g) + FeO (s) → Fe (l) + CO 2 (g)
Admita que a amostra de FeO tenha 60% em massa de pureza. Nestas condições, para cada mol de ferro produzido, a massa
de FeO impuro necessária será: (Dadas as massas atômicas: Fe = 56, O = 16)
a) 120 g.
b) 72 g.
c) 60 g.
d) 43 g.
e) 56 g.
Resolução
Alternativa A.
* Cálculo da massa de FeO (massa molar = 72 g/mol) necessária para gerar 1 mol de Fe:
1 CO (g) + 1 FeO (s) → 1 Fe (l) + 1 CO2 (g)
1 ∙ 72 g de FeO ---------- 1 mol de Fe
Verifica-se que para gerar 1 mol de Fe são necessários 72 g de FeO.
* Cálculo da massa da amostra de FeO impura:
72 g ---------- 60 % (só o FeO)
y ---------- 100 % (toda a amostra de FeO impuro)
y = 120 g da amostra de FeO impuro
4. Quando submetido a aquecimento, o clorato de potássio (KClO 3) se decompõe, formando cloreto de potássio (KCl) e gás
oxigênio (O2).
Qual a massa de O2 obtida, usando-se uma amostra de 1 kg de clorato de potássio com 85,75% de pureza?
(Dadas as massas atômicas: K = 39, Cl = 35,5, O = 16)
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
1 KClO3 → 1 KCl + 3/2 O2
* Cálculo da massa de KClO3 contida numa amostra de 1 kg (1000 g) com 85,75% de pureza:
1000 g ---------- 100 % (toda a amostra)
x ---------- 85,75% (só o KClO3)
x = 857,5 g de KClO3
* Cálculo da massa de O2 obtida a partir de 857,5 g de KClO3 (massa molar = 122,5 g/mol):
1 ∙ 122,5 g de KClO3 ---------- 3/2 ∙ 32 g de O2
857,5 g de KClO3 ---------y
y = 336 g de O2
5. (MACKENZIE) – Uma amostra de 10 g de calcário contém 8 g de carbonato de cálcio. A porcentagem de pureza do
carbonato de cálcio é:
a) 0,8%.
b) 10,0%.
c) 8,0%.
d) 80%.
e) 20,0%.
Resolução
Alternativa D.
* Cálculo da pureza do CaCO3 na amostra de calcário:
10 g ---------- 100 % (toda a amostra de calcário)
8 g ---------- x (só o CaCO3)
x = 80 % de CaCO3
6. (FUVEST) – Um lote de sal grosso, com especificação de conter no mínimo 90% de sal, é suspeito de estar adulterado com
areia. A uma amostra de 250 g do produto seco foi adicionada quantidade suficiente de água e, após filtração, o resíduo,
separado e seco, pesou 50 g. Justifique a conclusão possível.
Resolução
O sal grosso é constituído basicamente por cloreto de sódio, NaCl. Se a água foi adicionada na amostra é de se esperar que o sal grosso seja dissolvido
pelo solvente. Assim, o resíduo obtido na filtração (50 g) corresponde às impurezas da amostra (no caso, areia). Conclui-se que há 200 g de sal grosso
na amostra.
* Cálculo da pureza do sal grosso na amostra:
250 g ---------- 100 % (toda a amostra)
200 g ---------- x (só o sal grosso)
x = 80 % de sal grosso
Assim, o lote de sal grosso está adulterado visto que não há no mínimo 90 % de sal.
7. O acetileno (C2H2), gás utilizado em maçaricos, pode ser obtido a partir do carbeto de cálcio (carbureto) de acordo com a
equação:
CaC 2 + 2 H2O → Ca(OH) 2 + C2H2
Qual o volume de gás acetileno obtido a 25 ºC e 1 atm a partir de 1,0 kg de CaC 2 com 30% de impureza? (Dados: massa molar
do CaC 2 = 64 g/mol; volume molar a 25 ºC e 1 atm = 24 L/mol)
Resolução
* Cálculo da massa de CaC2 contida numa amostra de 1 kg (1000 g) com 70% de pureza (30% são impurezas):
1000 g ---------- 100 % (toda a amostra)
x ---------- 70% (só o CaC2 )
x = 700 g de CaC2
* Cálculo do volume de C2H2 obtido a partir de 700 g de CaC2:
1 CaC2 + 2 H2O → 1 Ca(OH) 2 + 1 C2H2
1 ∙ 64 g de CaC2 ---------- 1 ∙ 24 L de C2H2
700 g de CaC2 ---------y
y = 262,5 L de C2H2
8. (PUC-MG) – O medicamento "Leite de Magnésia" é uma suspensão de hidróxido de magnésio. Esse medicamento é
utilizado para combater a acidez estomacal provocada pelo ácido clorídrico, encontrado no estômago. Sabe-se que, quando
utilizamos 12,2 g desse medicamento, neutraliza-se certa quantidade do ácido clorídrico, produzindo 16,0 gramas de cloreto de
magnésio.
O grau de pureza desse medicamento, em termos do hidróxido de magnésio, é igual a:
(Dadas as massas molares: Mg(OH)2 = 58 g/mol, HCl = 36,5 g/mol e MgCl2 = 95 g/mol)
a) 90%.
b) 80%.
c) 60%.
d) 40%.
e) 30%.
Resolução
Alternativa B.
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
2 HCl + 1 Mg(OH)2 → 1 MgCl2 + 2 H2O
* Cálculo da massa de Mg(OH)2 necessária para produzir 16 g de MgCl2 :
1 ∙ 58 g de Mg(OH)2 ---------- 1 ∙ 95 g de MgCl2
x
---------- 16 g de MgCl2
x = 9,768 g de Mg(OH)2
* Cálculo da pureza de Mg(OH)2 no leite de magnésia:
12,2 g ---------- 100 % (todo o leite de magnésia)
9,768 g ---------- y (só o Mg(OH)2)
y = 80 % de Mg(OH)2 no leite de magnésia
9. (FMU) – O número de toneladas de H2SO4 que poderia ser produzido por dia, através de um processo que usa 3,2 toneladas
por dia de SO2, com uma eficiência de conversão de 70%, é aproximadamente:
(Dadas as massas molares: SO 2 = 64 g/mol; H2SO4 = 98 g/mol)
SO2 + ½ O2 + H2O → H2SO4
a) 4,9 t/dia.
b) 49 t/dia.
c) 3,4 t/dia.
d) 34 t/dia.
e) 9,8 t/dia.
Resolução
Alternativa C.
* Cálculo da massa de H2SO4 produzida a partir de 3,2 toneladas de SO2 considerando rendimento de 100%:
1 SO2 + ½ O2 + 1 H2 O → 1 H2SO4
1 ∙ 64 g de SO2 ---------- 1 ∙ 98 g de H2SO4
3,2 t de SO2 ---------x
x = 4,9 t de H2SO4
* Cálculo da massa de H2SO4 produzida considerando rendimento de 70%:
4,9 t ---------- 100 %
y ---------- 70 %
y = 3,43 t de H2 SO4 / dia
10. (UC-PE) – Qual a massa de gás carbônico obtida na decomposição térmica do CaCO 3, sabendo-se que 90,9 g desse
composto sofreram reação com um rendimento de 80%? (Dadas as massas molares: CaCO3 = 100 g/mol, CO2 = 44 g/mol)
CaCO3 → CaO + CO 2
Resolução
* Cálculo da massa de CO2 produzida a partir de 90,9 g de CaCO3 considerando rendimento de 100%:
1 CaCO3 → 1 CaO + 1 CO2
1 ∙ 100 g de CaCO3 ---------- 1 ∙ 44 g de CO2
90,9 g de CaCO3 ---------x
x = 40 g de CO2
* Cálculo da massa de CO2 produzida considerando rendimento de 80%:
40 g ---------- 100 %
y ---------- 80 %
y = 32 g de CO2
11. (UEPA) – O processamento do minério de ferro, no alto-forno, pode ser representado pela equação global:
2 Fe2O3 (s) + 6 C (s) + 3 O2 (g) → 4 Fe (s) + 6 CO2 (g)
Calcule o rendimento do processo de obtenção de ferro, quando se carrega um alto-forno com 80 toneladas de minério de ferro
e são obtidas 50,4 toneladas de ferro. (Dadas as massas molares: Fe2O3 = 160 g/mol, Fe = 56 g/mol)
Resolução
* Cálculo da massa de Fe produzida a partir de 80 t de Fe2O3 considerando rendimento de 100%:
2 Fe2O3 (s) + 6 C (s) + 3 O2 (g) → 4 Fe (s) + 6 CO2 (g)
2 ∙ 160 g de Fe2O3 ---------- 4 ∙ 56 g de Fe
80 t de Fe2 O3 ---------x
x = 56 t de Fe
* Cálculo do rendimento do processo:
56 t ---------- 100 %
50,4 t ---------- y
y = 90 %
12. (UFMG) – 65 kg de zinco em pó foram atacados por ácido clorídrico, produzindo um sal e liberando gás hidrogênio.
Zn (s) + 2 HCl (aq) → ZnCl2 (aq) + H2 (g)
Determine o rendimento desta reação, sabendo que a massa de hidrogênio obtida foi de 1,5 kg. (Dadas as massas atômicas:
Zn = 65, H = 1)
Resolução
* Cálculo da massa de H2 produzida a partir de 65 kg de Zn considerando rendimento de 100%:
1 Zn (s) + 2 HCl (aq) → 1 ZnCl2 (aq) + 1 H2 (g)
1 ∙ 65 g de Zn ---------- 1 ∙ 2 g de H2
65 kg de Zn ---------x
x = 2 kg de H2
* Cálculo do rendimento do processo:
2 kg ---------- 100 %
1,5 kg ---------- y
y = 75 %
13. (UFV-MG) – O alumínio é obtido pela eletrólise da bauxita. Nessa eletrólise, ocorre a formação de oxigênio que reage com
um dos eletrodos de carbono utilizados no processo. A equação balanceada que representa o processo global é:
2 Al2O 3 + 3 C → 3 CO2 + 4 Al
Considerando uma massa de 120 toneladas de Al2O3, determine a massa de Al produzida, sabendo que a eficiência do
processo é de 85%. (Dadas as massas molares: Al = 27 g/mol, Al2O3 = 102 g/mol)
Resolução
* Cálculo da massa de Al produzida a partir de 120 t de Al2O3 considerando rendimento de 100%:
2 Al2O3 + 3 C → 3 CO2 + 4 Al
2 ∙ 102 g de Al2O3 ---------- 4 ∙ 27 g de Al
120 t de Al2 O3 ---------x
x = 63,53 t de Al
* Cálculo da massa de Al produzida considerando rendimento de 85%:
63,53 t ---------- 100 %
y ---------- 85 %
y = 54 t de Al
Gabarito: 1. 20%; 2. C; 3. A; 4. 336 g; 5. D; 6. O lote estava adulterado com apenas 80% de sal; 7. 262,5 L; 8. B; 9. C; 10. 32 g; 11. 90%; 12. 75%; 13. 54 t.