resoluções de exercícios

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

₀₁

QUÍMICA I

resoluções de exercícios

BLOCO 01

01

D

H₂SO₄. O ácido sulfúrico é classificado como ácido fixo, ou seja, menos volátil.

BLOCO

02

01

C

A) Incorreta. O SO₂ é uma substância composta de 2 elementos químicos: o oxigênio e o enxofre;

B) Incorreta. O enxofre é um dos componentes do SO2 que irá

preci-pitar na forma de ácido sulfúrico (H2SO4);

C) Correta. Tanto o ácido nítrico (HNO3) quanto o ácido sulfúrico

(H2SO4) são compostos por 3 elementos químicos distintos.

D) Incorreta. Possuem o elemento oxigênio em comum.

E) Incorreta. O nitrogênio é um gás a temperatura ambiente e a pressão de 1 atm.

02

C

O monóxido de carbono (CO) é classificado como óxido neutro (não reage com água, nem ácidos, nem bases) juntamente com o NO e N2O.

BLOCO 03

01

B

O frasco 2 é o único que apresenta pH igual ou maior do que 8,5 (rosa), logo contém uma base forte (NaOH).

No frasco 4 não ocorre condução de eletricidade, conclui-se que a solução é formada por moléculas, ou seja, sacarose.

No frasco 3 ocorre reação com Mg(OH)2, conclui-se que apresenta

um ácido, ou seja, HCl.

No frasco 1 ocorre condução de eletricidade, não ocorre reação com hidróxido de magnésio e a hidrólise é neutra, ou seja, a solução é de cloreto de potássio (KCl).

02

D

Os ácidos possuem a propriedade de serem corrosivos, podendo causar danos irreversíveis a um tecido vivo, no caso dos ácidos eles são compostos desidratantes, ou seja, reagem com a água presente nesses tecidos. Além disso, sua ingestão ou inalação provocam lesões nas vias respiratórias e gastrointestinais.

Capítulo

04

Funções Inorgânicas

Água

BLOCO

01

01 C

Teremos: H3BO3 3 – 3 = 0 (ácido fraco)

O desaparecimento da cor rosa da amostra, ao adicionar glicerina, indi-ca que os cátions H+ _{provenientes do ácido bórico presentes na solução}

de glicerina reagiram com os ânions hidróxidos provenientes da base. BLOCO 02

01 C

sUBsTÂNcia NOMeNclaTUra 1 AgNO₃ Nitrato de prata

2 H₂SO₄ Ácido sulfúrico 3 H₂O₂ Peróxido de hidrogênio BLOCO

01

01 D

A sequência é: HNO2 ácido fosfórico ácido sulfuroso

02 D

Os ácidos citados no texto, que conferem maior acidez às águas das chuvas, são os ácidos sulfúrico e nítrico, pois são ácidos fortes. Uma maneira de saber que estes ácidos são fortes é lembrando que: D = quantidade de átomos de oxigênio – quantidade de átomos de hidrogênios ionizáveis.

Conforme o valor de D encontrado, teremos a seguinte classificação:

OxiácidOs ValOr de d Fracos 0 Semifortes ou moderados 1 Fortes 2 ou 3 Assim: H₂SO₄ → 4 – 2 = 2 (ácido forte) HNO3 → 3 – 1 = 2 (ácido forte)

03 E

Ácido sulfuroso: H2SO3.

Ácido sulfídrico: H2S.

Ácido sulfúrico: H2SO4.

Ácido nítrico: HNO3.

04 E

O ácido clorídrico (HCl) presente no suco gástrico, em excesso, provoca queimação no estômago, rouquidão e dor torácica.

05

A

Para compararmos a acidez desses ácidos devemos aplicar a seguinte regra prática:

Determine a diferença (D) entre a quantidade de átomos de oxigênio e de hidrogênios ionizáveis, aqueles que são liberados em meio aquoso, da molécula do oxiácido. Por exemplo, no ácido sulfúrico (H2SO4) temos

quatro átomos de oxigênio e dois átomos de hidrogênio ionizáveis. Logo, 4 – 2 = 2, a diferença (D) é 2.

D = quantidade de átomos de oxigênio – quantidade de átomos de hidrogênios ionizáveis.

Conforme o valor de D encontrado, teremos a seguinte classificação:

OxiácidOs ValOr de d Fracos 0 Semifortes ou moderados 1 Fortes 2 ou 3 H₃PO₄ (ácido fosfórico)

D = 4 – 3 = 1 → ácido semiforte ou moderado HClO4

D = 4 – 1 = 3 → ácido forte

Quanto maior o valor de D, mais forte será o ácido, então a ordem cres-cente de acidez destas espécies será dada por: H3PO4 < H2SO4 < HClO4.

06

C

O hidróxido de magnésio (Mg(OH)2) é classificado como uma base

de Arrhenius.

07

E

Hidróxido de sódio (NaOH): monobase (1 grupo OH). Hidróxido de cálcio (Ca(OH)2): dibase (2 grupos OH).

Hidróxido de alumínio (Al(OH)3): tribase (3 grupos OH).

Hidróxido de magnésio (Mg(OH)2): dibase (2 grupos OH).

08

E

Em meio aquoso todos os compostos sofrem ionização originando íons livres: 2-HC H C H SO H SO H BO H BO H CO H CO 2 3 2 2 4 4 3 3 33 2 3 3

"

"

"

"

, + , + + + + -+ + -+

De acordo com Arrhenius todos são ácidos, pois originam como único cátion o H+_.

Todos são compostos moleculares (formados por ligações covalentes e ou dativas).

HCl e H2SO4 são ácidos fortes.

Observe a seguir a classificação dos hidrácidos mais conhecidos:

Hidrácidos fortes

HCl (ácido clorídrico), HBr (ácido bromídrico),

HI (ácido iodídrico) Hidrácidos

semifor-tes ou moderados HF (ácido fluorídrico) Hidrácidos fracos H2S (ácido sulfídrico),

HCN (ácido cianídrico)

No ácido sulfúrico (H₂SO₄) temos quatro átomos de oxigênio e dois átomos de hidrogênio ionizáveis.

D = quantidade de átomos de oxigênio – quantidade de átomos de hidrogênios ionizáveis.

Logo, a diferença (D) é 2 (4 – 2 = 2).

Conforme o valor de D encontrado, teremos a seguinte classificação:

OxiácidOs ValOr de d Fracos 0 Semifortes ou moderados 1 Fortes 2 ou 3

09

C São, respectivamente, SO₃, N₂O₅ , P₂O₅.

10

B

A substância X e sua solução aquosa podem ser, respectivamente, ácido bórico (H3BO3), que é um ácido fraco, e água boricada.

BLOCO

02

01

A

Teremos:

Cloreto de bário: BaCl2

Silicato de sódio: Na2SiO3

Dióxido de carbono: CO2

Carbonato de bário: BaCO3

02

E

O carbonato de sódio, Na2CO3, é classificado como sal, sal comum

ou sal normal.

03

E

FeO: Óxido de ferro II ou óxido ferroso. Fe2O3: Óxido de ferro III ou óxido férrico.

Nos óxidos, o número de oxidação do oxigênio vale –2.

04

B

Óxido básico (reage com água e forma uma base): CaO + H2O → Ca(OH)2

05

A SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)

06

C NH4OH(aq) + HCl(aq) → NH Cl( ) ç ô s fuma a branca Cloreto de am nio 4 6 7 844 44 S + H2O(l) Fumaça é sólida.

07

E

CaCO₃ é um sal básico e é usado para combater a acidez no solo.

08

C

Fe3O4 – magnetita (óxido duplo ou misto).

09

A

O Pb3O4 é um óxido misto ou duplo.

10

E

Óxidos de enxofre e nitrogênio são causadores de chuva ácida.

01

B

Gotejar fenolftaleína, observando se aparece cor rósea, pois esta substância é um indicador ácido-base.

02

C

Análise das alternativas:

A) Incorreta. As substâncias: H2SO4 e H2CO3 podem ser classificadas

como ácidos, conforme a definição de Arrhenius. As substâncias NaHSO4 e NaHCO3 são classificadas como hidrogenossais.

B) Incorreta. Al(OH)3 e Mg(OH)2 podem ser classificados como bases.

C) Correta. Como produto da neutralização do ácido clorídrico, presente no suco gástrico, por hidróxido de alumínio ter-se-á uma solução aquosa de AlCl3: 3 HCl + Al(OH)3 → 3 H2O + AlCl3.

D) Incorreta. As bases como o hidróxido de alumínio e o hidróxido de magnésio são substâncias iônicas.

E) Incorreta. Os ácidos formam soluções aquosas condutoras de eletricidade.

03

O ácido clorídrico sofre ionização na água produzindo os íons H+ _ou

H3O+ e Cl– que aumentam a condutibilidade elétrica.

04

H₂SO3 e H2SO4

O ácido mais forte é o H2SO4, pois a diferença entre o número de

áto-mos de oxigênio e o número de átoáto-mos de hidrogênio ácido é igual a 2, enquanto no H2SO3 essa diferença é igual a 1.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

₀₃

BLOCO

04

BLOCO

03

BLOCO

04

BLOCO

05

05

A CaO + H2O → Ca(OH)2 Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

Óxidos básicos são formados por oxigênio e um metal da família dos metais alcalinos (IA) ou metais alcalinoterrosos (IIA). O tipo de ligação é iônica. Portanto, o óxido de cálcio é um óxido iônico com caráter básico.

06

E

Mg(OH)2: base de Arrhenius.

HCl: ácido de Arrhenius. Cloreto de magnésio (MgCl2): sal.

07

C

O gás nitrogênio (N2) pode reagir com o gás oxigênio (O2), em

con-sequência de descargas elétricas em tempestades (raios), formando monóxido de nitrogênio (NO) e dióxido de nitrogênio (NO₂): N2 + O2 → 2 NO N2 + 2 O2 → 2 NO2

08

A SO3 + H2O → H2SO4

09

B A reação forma:

Sulfeto de chumbo → PbS, e o nitrato de sódio – NaNO3

10

E

De acordo com o item II, íons espectadores são espécies que, presentes numa reação química, não sofrem qualquer tipo de alteração.

01

B

Mg(OH)2 + 2 HCl → MgCl2 + 2 H2O

02

C

É a única alternativa em que os reagentes não são um ácido e uma base, além de não apresentar um sal como produto.

01

D 2 KBrO3(s) D 2 KBr(s) + 3 O2(g) 2 NaHCO3(S) D Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O

Ambas as reações são de decomposição, onde um reagente se decom-põe em 2 ou mais produtos.

02

D Teremos:

. : çã á çã .

. : çã í çã .

CaCO CaO CO rea o de an lise oudecomposi o CaO SO CaSO rea o de s ntese ouforma o 1 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) s g s g s 3 2 2 3

"

"

+ +

01 E

Para corrigir os problemas ambientais causados por essa drenagem (soluções ácidas ferruginosas, conhecidas como “drenagem ácida de minas”), a substância mais recomendada a ser adicionada ao meio deve ter caráter básico (carbonato de cálcio). Observe a reação de hidrólise salina: Ca CO H O Ca OH H O CO CO H O OH CO 2 2 2 á base forte meio b sico 2 32 2 2 2 2 32 2 2 E E + + + + + + + + - + -- -644474448 S

Observação: O sulfeto de sódio (Na2S) pode formar gás sulfídrico

(H2S) que é tóxico.

01 A

A equação que representa uma reação de neutralização, ou seja, na qual H+ _{+ OH}– _{→ HOH, é:}

HI_(aq) + KOH_(aq) → H₂O_(l) + KI_(aq) H+

(aq) + I–(aq) + K+(aq) + OH–(aq) → H2O(l) + KI(aq)

02 D

Teremos: 1H SO 1NaOH 1H O NaHSO ó Hidrogenossulfato de s dio 2 4+

"

2 + 4 1 2 344 44

03 E

Poderíamos usar uma base. Exemplo: Mg(OH)2: leite de magnésia.

04 E

Uma substância alcalina (amoníaco).

05

D

Hidróxido de magnésio. Ela tem a função de neutralizar o meio ácido de seu estômago, daí o alívio imediato. Os íons OH– _{responsáveis por}

esse efeito são provenientes da dissociação da base Mg(OH)2.

06

C

13Al → 1s2 2s2 2p6 3s23p1

5B → 1s22s22p1 mesma família

Al(OH)3

07 C

Fenolftaleína em base → rósea ácido → incolor

08 B

NaOH é uma base solúvel em H2O.

09 E

Ácido bórico: H3BO3 Ácido clorídrico: HCl Ácido carbônico: H2CO3 Ácido sulfídrico: H₂S

10 E

O Al2O3 é um óxido anfótero, reage com ácidos e com bases.

Capítulo

05

Reações Químicas

Transformações Químicas

01

C

A) Incorreta. Em uma reação de decomposição, haverá apenas um reagente dando origem a dois ou mais produtos.

B) Incorreta. Uma reação de neutralização ocorre entre um ácido e uma base. C) Correta. 0 +2 8/3 0 Fe_(s) + H₂O_(l) → Fe₃O_4(s) + H_2(g) oxidou reduziu

D) Incorreta. A reação libera 4 mols de H2.

3 Fe_(s) + 4 H₂O_(l) → Fe₃O_4(s) + 4 H_2(g)

E) Incorreta. Com base no balanceamento acima, podemos perceber que a reação consome 4 mols de H2O.

02

B Teremos: troca) -. . . ( çã çã á ) I II

III H CO CO H O rea o de decomposi o ou an lise

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) s g aq s aq aq s s g 2 2 4 3 2 3 2 3 2 4 2

"

+ _, ( çã í çã )

Mg O MgO rea o de s ntese ou adi o 2 +

"

( çã

H SO +CaCO

"

CaSO +H CO rea o de dupla

^h ^h

03

C

A reação: CO2 + H2O + luz solar → C6H12O6 representa um processo

de síntese ou fabricação.

04

B Teremos: troca) -( çã í ) SO H O H SO rea o de s ntese H SO CaCO CaSO H O CO g aq aq s aq g H CO 3 2 2 4 2 4 3 4 2 2 2 3

"

"

+ + + + , , (rea o de duplaçã ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ h h h h h h h h 144424443

05

C

I. H2SO4; II. NaCl; III. HCl.

06

B

Substituindo HX por HCl, temos cloreto de cálcio.

07

E

Os sais produzidos são (NH₄)₂SO₄ (sulfato de amônia) e NH₄NO₃ (nitrato de amônio).

08

E

Dióxido de carbono, CO2.

09

A

CaCO3. O gás exalado é dióxido de carbono (CO2).

10

E

CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(aq) (X)

Ca(OH)2(aq) + H2S(aq) → 2H2O(l) + CaS(aq) (Y)

CaS(aq) + 2HCl(aq) → H2S(g) + CaCl2(aq) (Z)

BLOCO

05

BLOCO

06

BLOCO

05

BLOCO

04

01 A

Equação balanceada que representa essa reação: NaHCO3(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)

BLOCO

07

2 C2(g) + 1 C(s) + 2 H2O() S = 2 + 1 + 2 = 5 1 CO2(g) + 4 H(aq) + 4 C(aq) zero zero +4 ₊ –2_– ∆ = 4 . 1 = 4 2 C ∆ = 2 . 1 = 2 1 C Troca o

∆

S = 2 + 1 + 2 = 5

01

B Capítulo

06

Balanceamento de Equações

Representação das

Transformações Químicas

Transformações Químicas

01

C

Pelo método das tentativas, teremos: (NH Cr O4 2) 2 7

"

1N2+1Cr O2 3+4H O2

01

C Teremos ( ) ã , ( ) Cu HNO Cu NO NO H O Cu Cu e N e N Cu Cu e N e N Ent o Cu HNO Cu NO NO H O Soma 0 2 5 2 2 3 3 3 6 2 6 2 3 8 3 2 4 3 8 3 2 4 20 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) çã çã ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) s aq aq g oxida o redu o Cu Cu NO NO s aq aq g 3 3 2 2 0 2 5 2 0 3 2 3 5 2 2 3 3 2 2 3 2 " " " " " " + + + + + + + + + + + + + = + + + + = , , + -+ - + + -+ - + S S S

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

₀₅

BLOCO

06

01

A

Pelo método das tentativas, vem: ( ) NH NO N O H O NH NO N O H O 1 1 2 1 _{2 2} 2 2 1 4 4 3 2 2 2 4 3 2 2 2

"

"

# + + + +

02

A) 4 Fe + 3 O2 → 2Fe2O3 B) 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O C) 2 SO2 + O2 → 2 SO3 D) 2 CO + O₂ → 2 CO₂ E) H2SO4 +2NaOH→ Na2SO4 + 2 H2O F) CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

03

A 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃

04

B Mg(OH)2 + 2 HCl → MgCl2 + 2 H2O

A soma dos coeficientes estequiométricos para a reação de formação é: 1 + 2 + 1 + 2 = 6.

05

E

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O (balanceamento por tentativas).

06

D

Após o balanceamento temos: 2 Fe_(s) + ₂3 O_2(g) → Fe₂O_3(s) ou Fe_(s) +3 O_2(g) → 2 Fe₂O_3(s)

07

B 1 Al2O3 + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2O

08

E 3 Ca(OH)2 + 2 H3PO4 → 1 Ca3(PO4)2 + 6 H2O

09

E

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

10

B

2 Fe + 3₂ O₂ → Fe₂O₃

BLOCO

07

03

A Soma 31

3C2H6O() + 2K2Cr2O7(aq) + 8H2SO4(aq) 3C2H4O2() + 2Cr2(SO4)3(aq) + 2K2SO4(aq) + 11H2O()

+1 Zero+1–2 +3 +6–2

–2 –2 +1+6–2 +1+6–2 +1+6–2 +1–2

Oxidação, perde e–_{, ag. redutor}

Redução, ganha e–_{, ag. oxidante}

Cr C ∆ = 3. 2 = 6 Cr K2Cr2O7(aq) ∆ = 2. 2 = 4 C2H6O(aq) Troca o ∆ 2 C 3

04

A

Montando a reação e balanceando por oxirredução, temos: 2NaBr(aq) + 1MnO2(aq) + 3H2SO4(conc) 2NaHSO4(aq) + 1MnSO4(aq) + 1Br2() + 2H2O()

+1 –1 +4–2 +1+6–2 +1+1 +6–2 +2 +6 –2 Zero ∆ = 1. 1 = 1 Br ∆ = 2. 1 = 2 Mn Troca o ∆ S = 2 + 1 + 3 + 2 + 1 + 1 + 2 = 12 S = 2 + 1 + 3 + 2 + 1 + 1 + 2 = 12

05

C

Após balanceamento, a equação fica assim balanceada:

4 C₃H₅(NO₃)_3(l) → 12 CO_2(g) + 10 H₂O_(l) + 6 N_2(g) + 1 O_2(g). Logo, a soma será: x + y + z + w + k = 33.

06

C

Somando todos os coeficientes da reação = 21.

07

D

Teremos:

1 Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4 + 6 H2O → 2 H3PO4 + 3 CaSO4 . 2 H2O.

08

Equação química balanceada para a reação entre ácido sulfúrico e hidróxido de sódio: H2SO4 + 2 NaOH → 2 H2O + Na2SO4.

09

D 4 NH3(g) + 5 O2(g) → 4 NO(g) + 6 H2O(g)

10

C NO– 2 + H+ + CO (NH2)2 → 2 N2 + 1 CO2 + 3 H2O

01

D Teremos: 2 Mg( ) HC( ) H( ) MgC á ê ( ) é s aq aq g s hidrog nio aq cloreto de magn sio 2 2

"

, , + + 1 2 344 44 S

02

D

[A] Incorreta. Ácidos de Arrhenius liberam o cátion H+ _{em meio aquoso,}

devem, portanto, possuir esse íon em sua estrutura.

[B] Incorreta. A espécie CaWO₄ é um sal. Óxidos são compostos binários onde o elemento mais eletronegativo é o oxigênio, no caso do CaWO₄ trata-se de um composto ternário, ou seja, formado por 3 elementos químicos.

[C] Incorreta. Bases de Arrhenius liberam o ânion OH– _{em meio aquoso,}

devem, portanto, possuir esse íon em sua estrutura. [D] Correta. Na2WO4 + 2 HCl → 2 NaCl + H2WO4

[E] Incorreta. A calcinação irá desidratar o ácido, produzindo o trióxido de tungstênio. Conforme a reação: H2WO4 T H2O + WO3

03

B Teremos: . . . NaC H SO Na SO HC Na S O C Na S CO Na S CaCO Na CO CaS 1 2 2 2 4 4 3 ( ) ( ) ( ) ( ) ó ( ) ( ) ó ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) s aq s g sulfeto de s dio s s CO sulfeto de s dio g s CaS s s s 2 4 2 4 2 4 4 2 2 3 2 3

"

"

"

, + + , + + + + 144424443 1 2 344 44 S S

01

D Teremos: ( çã ) ( ) ( çã ) ( ) ( çã ) ( çã ) P H O P H H P O P e P redu o P P e oxida o P e P redu o P P e oxida o P H O PH H PO Soma 3 5 5 3 5 15 5 3 3 15 2 12 5 3 2 12 5 3 22 4 0 2 3 3 3 3 3 5 4 8 0 3 0 5 0 3 0 5 4 2 3 3 4 " " " " " " # # + + + + + + + + = + + + = - + + + -- -+ -- -+ -? ? ? ? ? ?

02

B 2 Al(s) + 1 Fe2O3(s) → 2 Fe(s) + 1 Al2O3(s)

Se o coeficiente do alumínio for 1, teremos: 1 Al(s) +

1

2 Fe2O3(s) → 1 Fe(s) +

1 2 Al2O3(s)

04

D

A reação entre as duas primeiras substâncias citadas no texto forma o ácido carbônico, como podemos ver na equação abaixo:

CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq)

05

D

pH = 8, no ambiente, indica meio básico, e necessita-se deixar a água mais ácida, pH = 6. Pode-se usar CO_2(g), pois é um óxido ácido e vai deixar o meio favorável a pH ácido.

06

E

A chuva ácida ataca o mármore, a pedra-sabão, compostos essencial-mente de CaCO₃, e metais pouco resistentes à oxidação, como o ferro.

07

C

As chuvas ácidas apresentam baixo pH, são corrosivos e causam mui-tos danos a mananciais hídricos, animais, agricultura, monumenmui-tos históricos etc.

08

D

I – V; II – V; III – F.

09

B

Se o produto transportado for ácido clorídrico.

10

D