Questão 8- Provoca-se reação da mistura formada por 10,0 \mathrm{~g} de hidrogênio \left(\mathrm{H}_{2}\right) e 500 g de cloro \left(\mathrm{Cl}_{2}\right). Após a reação, constata-se a presença de 145 g de cloro remanescente, junto com o produto obtido (\mathrm{HCl}). A massa, em gramas, da substância formada é:
a) 155
b) 290
c) 365
d) 490
e) 510

Passo 1

O enunciado mistura 10{,}0\:\mathrm g de hidrogênio \mathrm{H_2} com 500\:\mathrm g de cloro \mathrm{Cl_2} e forma cloreto de hidrogênio \mathrm{HCl}. Após a reação sobra 145\:\mathrm g de \mathrm{Cl_2}. Precisamos usar estequiometria e análise de reagente limitante para calcular a massa de \mathrm{HCl} produzida.

Passo 2

Escrevendo a reação balanceada:
\mathrm{H_2} + \mathrm{Cl_2} \longrightarrow 2\,\mathrm{HCl}
As massas molares aproximadas são \:M(\mathrm{H_2})=2\:\mathrm{g/mol},\;M(\mathrm{Cl_2})=35{,}5\times2=71\:\mathrm{g/mol},\;M(\mathrm{HCl})=1+35{,}5=36{,}5\:\mathrm{g/mol}.

Passo 3

Calculamos moles iniciais e moles de \mathrm{Cl_2} consumidos.
Moles iniciais de \mathrm{H_2}:
n(\mathrm{H_2})=\frac{10{,}0}{2}=5{,}0\:\mathrm{mol}.
Moles iniciais de \mathrm{Cl_2}:
n_{\text{ini}}(\mathrm{Cl_2})=\frac{500}{71}\approx7{,}04\:\mathrm{mol}.
Como sobra 145\:\mathrm g de \mathrm{Cl_2}, moles remanescentes:
n_{\text{rest}}(\mathrm{Cl_2})=\frac{145}{71}\approx2{,}04\:\mathrm{mol}.
Logo, moles de \mathrm{Cl_2} reagidos:
n_{\text{reag}}(\mathrm{Cl_2})=7{,}04-2{,}04=5{,}00\:\mathrm{mol}.

Passo 4

Pela estequiometria 1\:\mathrm{mol}\,\mathrm{H_2} reage com 1\:\mathrm{mol}\,\mathrm{Cl_2}. Como havia 5{,}0\:\mathrm{mol} de \mathrm{H_2} e reagiram 5{,}0\:\mathrm{mol} de \mathrm{Cl_2}, ambos se esgotam juntos (reagente limitante conjunto).

Passo 5

Para cada 1\:\mathrm{mol} de \mathrm{H_2} formam-se 2\:\mathrm{mol} de \mathrm{HCl}. Logo, moles de \mathrm{HCl} formados:
n(\mathrm{HCl})=2\times5{,}0=10\:\mathrm{mol}.
Massa de \mathrm{HCl}:
m(\mathrm{HCl})=n(\mathrm{HCl})\times M(\mathrm{HCl})=10\times36{,}5=365\:\mathrm g.

Resposta

c) 365

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