Questão 76 do Enem 2015: quanto zinco sai de 100 kg de esfalerita

Enem 2015 · 1º dia · caderno azul · Química · Química geral

Nos outros cadernos: amarelo 56 · branco 71 · rosa 69

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C 40

Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas:

$2\ \text{ZnS} + 3\ \text{O}_2 \rightarrow 2\ \text{ZnO} + 2\ \text{SO}_2$

$\text{ZnO} + \text{CO} \rightarrow \text{Zn} + \text{CO}_2$

Considere as massas molares: ZnS (97 g/mol); O₂ (32 g/mol); ZnO (81 g/mol); SO₂ (64 g/mol); CO (28 g/mol); CO₂ (44 g/mol); e Zn (65 g/mol).

Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfalerita?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

A massa de zinco obtida de 100 kg de minério, com 75% de pureza e 80% de rendimento.

ZnS puro

100\ \text{kg} \times 0{,}75 = 75\ \text{kg de ZnS}

n = \frac{75\,000\ \text{g}}{97\ \text{g/mol}} \approx 773\ \text{mol}

Proporção

Somando as etapas: 2 ZnS dão 2 ZnO, e cada ZnO dá 1 Zn. Ou seja, 1 ZnS → 1 Zn.

Rendimento

773 \times 0{,}80 \approx 619\ \text{mol de Zn}

619 \times 65\ \text{g} \approx 40\,200\ \text{g} \approx 40\ \text{kg}

Alternativa C.

C Gabarito: alternativa C

Por que as outras alternativas estão erradas

A
25 kg não respeita a proporção de 1 ZnS para 1 Zn ao longo das duas etapas. (21,1% marcaram)
B
Foi a mais marcada. 33 kg desconta pureza e rendimento a mais; com a proporção 1:1, a conta dá cerca de 40 kg. (23,5% marcaram)
D
50 kg considera a pureza, mas esquece o rendimento de 80%. (18,3% marcaram)
E
54 kg considera o rendimento, mas esquece a pureza de 75%. (15,4% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 5.751.609 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIDifícilParâmetro B: 706 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 9ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Acertaram21,4%dos candidatos marcaram a C

Habilidade 25 · Competência 7Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção.

Como os candidatos responderam

A21,1%
B23,5% mais marcada
C21,4% ✓ gabarito
D18,3%
E15,4%

Em branco: 0,3% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50020,7%
500 a 60021,4%
600 a 70024,6%
700 ou mais64%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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