Olimpíada de Química do Rio Grande do Sul – 2011
Questão 2: O grafite e o diamante são substâncias simples e naturais do elemento
carbono. Outras estruturas de substâncias simples do carbono, como o fulereno-60,
fulereno-70 e nanotubos de carbono, são substâncias sintéticas. A seguir as imagens
com os modelos dessas substâncias.
CATEGORIA EM-1
Nº INSCRIÇÃO: ____________
PARTE 1 – TESTES DE ESCOLHA SIMPLES
Algumas características estruturais:
As 15 questões que constituem esta parte da prova deverão ter suas respectivas
respostas transcritas para a grade na folha de respostas. Para cada questão CORRETA
será atribuído 0,4 ponto. Para cada questão ERRADA será descontado 0,1 ponto. As
questões em BRANCO não serão computadas.
DIAMANTE – cada átomo de carbono se conecta diretamente a quatro outros
carbonos.
GRAFITE, FULERENOS 60 E 70, NANOTUBO – cada átomo de carbono se conecta
diretamente a três outros carbonos.
Questão 1: Sobre dois elementos, Y e X, são feitas as afirmações:
De acordo com o exposto acima e seus conhecimentos, faça a análise das
afirmações:
ELEMENTO Y: é um elemento representativo e metálico do quarto período periódico
que forma um óxido de fórmula Y2O.
I. Todas as estruturas mostradas na imagem são diferentes formas alotrópicas do
elemento carbono.
II. Em todas as estruturas acima, os átomos de carbono estão conectados por
ligações químicas covalentes, sendo que todos os átomos têm octeto completo.
III. A geometria das ligações adotadas pelo carbono não são iguais em todas as
estruturas. No diamante os carbonos adotam geometria tetraédrica, enquanto
que nas demais estruturas abordadas, o carbono adota geometria trigonal.
IV. Devido às suas diferenças estruturais, as substâncias abordadas apresentam
diferentes propriedades físicas, como dureza, tenacidade e densidade.
ELEMENTO X: é um elemento não metálico que, no estado fundamental tem raio
atômico maior que o cloro. Forma com magnésio um composto do tipo MgX2.
Faça a análise das afirmações, julgando se são verdadeiras (V) ou falsas (F):
1 – O elemento Y é um metal alcalino terroso.
2 – O elemento X pode ser o flúor, formando com sódio o sal NaF.
3 – O composto MgX2 é iônico, tendo ambos os íons configuração de gás nobre.
4 – A associação entre Y e X produz o composto com fórmula YX.
São corretas as afirmações:
A associação correta está na alternativa:
a) Apenas I e II.
b) Apenas III e IV.
c) Apenas I, II e IV.
d) Apenas I, II e III.
e) Todas, I, II, III e IV.
a) 1-F / 2-F / 3-V / 4-F
b) 1-F / 2-F / 3-V / 4-V
c) 1-F / 2-V / 3-F / 4-V
d) 1-V / 2-F / 3-V / 4-V
e) 1-V / 2-V / 3-F / 4-F
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Questão 3: Abaixo você encontra cinco amostras de metais em barra. Marque a
alternativa da amostra que tem o maior número de átomos metálicos:
Questão 5: Considerando os seguintes sistemas:
I. Solução de ácido clorídrico
II. Solução de ácido sulfúrico
III. Solução de soda cáustica
IV. Solução de hidróxido de ferro III
V. Solução de ácido cianídrico.
Sabendo que todas são de soluções eletrolíticas, aqueles que, adaptados a um
fio condutor e uma lâmpada, após a passagem de corrente elétrica através da
solução, fariam a lâmpada acender fortemente seria(am):
24
587 g de
Níquel
5 mols de
Cromo
3,01x10
átomos de
Ferro
648 g de
Prata
788 g de
Ouro
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
a) Todas
b) I, II e III
c) IV e V
d) Somente V
e) Somente III
Questão 4: O chamado soro caseiro é uma tecnologia social que consiste na
preparação e administração de uma mistura de água, açúcar e sal de cozinha,
recomendado para prevenir a desidratação resultante de vômitos e diarreias. Com a
diarreia ou vômito ocorre perda de água e sais minerais pelo organismo. A função do
soro caseiro, por via oral, é a de reposição desses elementos perdidos. O soro deve
ser tomado à vontade, cada 20 minutos, e após cada evacuação líquida se houver
diarreia.
Questão 6: O cloreto de sódio, principal componente do sal de cozinha, emite luz de
coloração amarela, quando colocado numa chama. Com base na teoria atômica,
classifique as afirmações abaixo em falso ou verdadeiro:
( ) Os elétrons do cátion, ao receberem energia da chama, saltam de uma camada
mais externa para uma mais interna, emitindo luz amarela.
( ) Qualquer outro sal também produziria a mesma coloração.
( ) A luz amarela emitida na queima é devido ao ânion deste sal.
( ) A emissão da luz amarela corresponde a um fenômeno físico.
( ) Os elétrons do cátion, ao receberem energia da chama, saltam de uma camada
mais interna para uma mais externa e, ao perderem a energia recebida, emitem-na
sob a forma de luz amarela.
A ordem correta é:
a)
Com base nas informações do texto e da imagem, marque a alternativa
correta:
F, V, V, F, F
b) F, F, F, V, V
c) V, V, F, F, V
d) F, V, F, V, V e) F, F, V, V,V
Questão 7: A magnetita, importante minério de ferro que deu origem às bússolas,
forma-se no interior da Terra, pela reação expressa na equação química:
a) O soro caseiro é preparado pela mistura exclusiva de substâncias orgânicas
sólidas em água.
b) Pelo esquema evidenciado na imagem, pode-se perceber que a massa de açúcar é
o dobro da massa de sal, se o soro for preparado corretamente.
c) Todos os componentes da mistura resultante na preparação do soro caseiro são
classificados como substâncias simples.
d) O soro caseiro é uma solução eletrolítica, devido à presença do eletrólito forte,
cloreto de sódio.
e) Os componentes sólidos do soro caseiro podem ser facilmente obtidos por filtração
simples da mistura.
a FeO(s) + b CO2 (g) → x Fe3O4 (s) + y CO (g)
Os coeficientes estequiométricos a, b, x e y, que tornam a equação balanceada
são, respectivamente:
a) 2, 2, 1, 1.
b) 3, 1, 1, 1.
c) 3, 2, 3, 2.
d) 1, 2, 3, 1.
e) 2, 3, 1, 1.
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Categoria EM1
Questão 8: Em nosso cotidiano existe uma grande variedade de sais que estão
presentes na formação dos mais diversos materiais, como é o caso do carbonato de
cálcio. Esse sal é encontrado nas cascas de ovos, no mármore, no calcário, nas
pérolas e nos recifes de corais e é obtido em reações do óxido de cálcio com dióxido
de carbono. Determine o volume de dióxido de carbono, nas CNTP, produzido pela
decomposição de 350 g de carbonato de cálcio.
a)
b)
c)
d)
e)
Questão 11: Ao fazer incidir partículas radioativas numa lâmina metálica de ouro,
Rutherford observou que a maioria das partículas atravessava a lâmina, algumas
desviavam e poucas refletiam. Várias conclusões foram retiradas dessas
experiências, exceto a de que:
a) o núcleo é a região mais densa do átomo.
b) o átomo apresenta, predominantemente, espaços vazios.
c) o núcleo é praticamente do tamanho do átomo.
d) os elétrons giram em torno do núcleo para garantir a neutralidade elétrica do átomo.
e) o núcleo atômico apresenta carga elétrica positiva.
56 L
74 L
83,6 L
78,4 L
25,7 L
Questão 12: O elemento X reage com o elemento Y, conforme o processo:
Questão 9: A Tabela Periódica é um dos conceitos mais importantes da química. Seu
desenvolvimento é um exemplo de como descobertas científicas podem ser feitas pelo
uso da perspicácia, para organizar dados coletados por um grande número de
cientistas, durante muitos anos. Comparando os elementos cálcio e bromo na Tabela
Periódica dada, assinale a alternativa correta.
Z
d) CO e N2O
2-
+ X
Questão 13: A água é uma substância de valor inestimável, por ter permitido a
criação e manutenção da vida neste planeta. Isso pode ser atribuído às suas
propriedades singulares.
Considere as seguintes afirmações sobre a água:
I. Sua molécula apresenta ligações covalentes bastante polarizadas.
II. Solubiliza substâncias de baixa polaridade, como os hidrocarbonetos.
III. Sua molécula tem forma geométrica não-linear.
IV. É capaz de formar pontes de hidrogênio.
Quais estão corretas?
a) Apenas III.
b) Apenas I e IV.
c) Apenas II e IIII.
d) Apenas I, III e IV.
e) I, II, III e IV.
Entre os pares de óxidos relacionados, qual é o constituído apenas por
óxidos que provocam a chuva ácida?
c) NO2 e SO3
1-
a) Z ganha elétrons de X.
b) X ganha elétrons de Z.
c) X e Z cedem elétrons.
d) X e Z perdem elétrons.
e) X e Z ganham elétrons.
Questão 10: Em grandes cidades (devido às indústrias e ao grande número de
veículos), e em regiões muito industrializados (com refinarias de petróleo, indústrias
metalúrgicas, etc.), o ar vai acumulando grandes quantidades de ácido nítrico e ácido
sulfúrico. Esses ácidos acabam retornando à superfície por meio da chuva, dando
origem ao fenômeno chamado chuva ácida. Essa chuva ácida pode alterar a
composição do solo e das águas, comprometendo as lavouras, as florestas e a vida
aquática. Também pode corroer edifícios, estátuas e monumentos históricos, o que já
acontece em vários lugares da Europa e nas ruínas maias do México.
b) CO2 e MgO
+ X  Z
Nesse processo:
a) O bromo tem maior afinidade eletrônica, pois, com a adição de um elétron, ocorre
uma maior liberação de energia.
b) O raio do bromo é maior, pois ele tem maior número de camadas eletrônicas.
c) A energia de ionização do cálcio é maior, pois é mais difícil retirar um elétron desse
elemento do que do bromo.
d) Ambos os elementos têm propriedades químicas semelhantes, pois estão no
mesmo período.
e) O bromo é mais eletropositivo, pois, no período, a eletropositividade cresce com o
aumento do número atômico.
a) Na2O e NO2
3-
e) CO e NO
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1+
(g)
Questão 14: Na transformação Na(g) + E → Na
Categoria EM1
-
+ e , E representa:
a) eletroafinidade
b) eletronegatividade
c) caráter metálico
d) energia reticular
e) energia de ionização
Questão 17: As questões seguintes são relativas unicamente aos elementos
mencionados na tabela abaixo, que estão identificados arbitrariamente pelas letras do
alfabeto, que nada tem a ver com seus respectivos símbolo:
Questão 15: A floresta Amazônica, em um ano normal, sem seca, absorve cerca de
1,5 bilhão de toneladas de gás carbônico. Em 2005, a floresta Amazônica sofreu uma
seca marcante e emitiu cerca de 5 bilhões de toneladas de gás carbônico. Isto se deu,
porque as árvores mortas passaram a emitir este gás, contribuindo para um aumento
do efeito estufa. (categoria I)
A respeito do CO2 temos as seguintes afirmativas:
A
H
D
J
I. A molécula é polar e possui geometria linear.
II. O número de oxidação do carbono é - 4
III. É um gás que contribui para a formação de um ácido fraco e instável, em contato
com a água.
IV. Dois mols deste gás ocupam 44,8 L, nas CNTP, e possuem uma massa de 88 g.
V. Os elementos que formam a molécula são classificados como não metais.
b) I, II, IV e V
C
F
G
I
K
L
B
a) Disponha os elementos, localizados no quarto período, em ordem crescente de
raio atômico.
Estão corretas:
a) I, II, III, IV e V
E
c) III, IV, V
d) I, IV
e) II, IV
b) Disponha os elementos, localizados no segundo período, em ordem crescente de
energia de ionização.
PARTE 2 – QUESTÕES ANALÍTICO-EXPOSITIVAS:
c) Considerando os ânions formados pelos elementos F e G, qual possui maior raio
iônico?
As questões numeradas de 16 a 20 são descritivas e devem ser respondidas na folha de
respostas. Para cada questão correta será atribuído 0,8 ponto.
d) Considerando os cátions formados pelos elementos J e C, qual possui maior raio
iônico?
Questão 16: 416 g de uma mistura sólida, contendo cloretos de sódio, bário e prata,
foram tratadas com água deionizada, à temperatura ambiente. O cloreto insolúvel foi
separado e à mistura, adicionou-se excesso de solução de ácido sulfúrico, ocorrendo
a formação de um precipitado que, após lavado e seco, pesou 116,5 g de produto
puro.
e) Qual o subnível mais energético do elemento A, na sua configuração
fundamental?
f) Qual o elemento de maior eletropositividade?
Baseado no descrito acima:
g) Qual o elemento de maior eletronegatividade?
a) Fazer um fluxograma, identificando todos os processos físicos de separação
envolvidos, bem como, os produtos resultantes em todas as etapas.
h) Qual a representação do íon formado pelo elemento genérico E?
b) Calcular a percentagem em massa de sal de bário, presente na mistura inicial.
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Questão 18: A amônia, nas condições ambientes, é um composto gasoso, usado
como matéria-prima para diversas substâncias, por exemplo, na fabricação de
fertilizantes agrícolas, explosivos para fins militares, gás de refrigeração, etc. É
preparada através de síntese direta com gás hidrogênio (processo Haber-Bosch). Na
fabricação de fertilizantes e de explosivos, usa-se um sal, obtido a partir da sua
reação com ácido nítrico.
Questão 20: Atualmente, muito da tecnologia que nos
rodeia é fruto de diversas pesquisas, sendo que muitas
delas envolvem a Química. Os airbags automotivos são
constituídos por uma mistura química que produz uma
reação em uma fração de segundo após uma colisão. Em
uma primeira etapa, a azida de sódio (NaN3) sofre reação
de decomposição, formando sódio metálico (Na) e gás
nitrogênio (N2), responsável por inflar o airbag.
Com relação à amônia:
a) Qual a sua geometria molecular?
a) Escreva a equação de reação balanceada, para a decomposição da azida de
sódio;
b) Escreva a equação de ionização que ocorre, quando é dissolvida em água,
citando o nome comercial da solução obtida.
b) Escreva a estrutura de Lewis, para a substância molecular envolvida na reação
considerada;
c) Ao entrar em contato com gás clorídrico, produz um determinado sal. Qual a cor
que a solução aquosa desse sal desenvolverá, na presença de fenolftaleína?
Explique.
c) Considere que, em uma colisão, 1,8 mol de gás nitrogênio inflou um airbag.
Calcule o volume de gás nitrogênio liberado, nas CNTP, e a massa de azida de
sódio que sofreu decomposição, considerando rendimento total.
d) Faça as reações de síntese: da amônia e da formação de seu sal, conforme texto
acima.
Boa Prova!
Questão 19: Consulte a tabela abaixo, e responda ao que se pede, sobre a
substância A:
PF (ºC)
PE (ºC)
d (g/mL)
350
820
1,5
0
Solubilidade a 20 C
(g/100mL H2O)
70
0
a) Qual o volume mínimo de água a 20 C, necessária para dissolver 280 g da
substância A? Demonstre o cálculo.
b) Indique o intervalo de temperatura em que a substância será líquida:
c) Indique o intervalo de temperatura em que a substância será sólida:
d) Indique o intervalo de temperatura em que a substância será gasosa:
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Categoria EM1
GABARITO
EM-1
Questão
Resposta
1
B
E
A
D
B
B
B
D
A
C
C
B
D
E
C
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
~6~