Este estudo investiga a cognição dos estudantes ao resolver o item 55 do Enem 2015, relacionado aos cálculos químicos, por meio da aplicação da Teoria de Resposta ao Item (TRI) e do método da triangulação. A análise revela que muitos estudantes com boa proficiência direcionam suas ações cognitivas para alternativas incorretas, acarretando possíveis dificuldades em conceitos fundamentais da Química, como nomenclatura de compostos e cálculo de massas molares. Ao utilizar parâmetros do TRI e referências teóricas sobre aprendizagem de cálculos químicos, este estudo fornece uma compreensão aprofundada das lacunas no conhecimento dos estudantes. Esses dados não apenas corroboram a literatura publicada, mas também oferecem indicadores valiosos para transformar erros dos estudantes em conhecimento pedagógico, auxiliando educadores a abordar eficazmente tais desafios na sala de aula.