FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA OLIMPÍADA DE QUÍMICA DA LIBERATO – OQL DATA: MODALIDADE: EM-1 Nº DE INSCRIÇÃO: INFORMAÇÕES Escrever o NÚMERO DE INSCRIÇÃO na grade de respostas e nas folhas de respostas das questões descritivas. Ao término da prova entregar somente a grade de respostas e as folhas de respostas das questões descritivas. A prova é constituída de 20 questões que devem ser respondidas com tinta azul ou preta e sem rasuras. As 15 primeiras questões são testes de escolha simples (escolher apenas uma alternativa) e devem ter suas respostas marcadas na grade que se encontra na folha de respostas, sem rasuras. Para cada questão CORRETA será atribuído 0,4 ponto. As questões numeradas de 16 a 20 são descritivas e devem ser respondidas na folha de respostas. PARTE 1 – TESTES DE ESCOLHA SIMPLES Questão 1: Na indústria de alimentos, as radiações são usadas para a preservação de diferentes alimentos, como a batata, o morango, a cebola, o tomate e o trigo. A conservação ocorre porque as radiações inibem ou destroem as bactérias e os micro-organismos presentes nos produtos agrícolas, provocando sua inativação ou morte. Os alimentos, contudo, não sofrem efeitos nocivos nem se tornam radiativos. Nas instalações industriais, usualmente, utilizam-se radiações provenientes do 27Co60 , que se transforma no elemento 28X60. Em relação aos elementos 27Co60 e 28X60, assinale verdadeira (V) ou falsa (F) em cada afirmativa a seguir: ( ( ( ( ) O elemento X formado é o niquel, isóbaro do 27Co60. ) O elemento X formado é o neodímio, isótopo do 27Co60. ) O elemento X possui o mesmo número de nêutrons que o elemento 27Co60. ) O elemento X possui maior número de prótons que o elemento 27Co60. A sequência correta é: a) V-F-F-V b) F-V-V-F c) F-F-V-F d) F-V-F-V e) V-F-V-V Questão 2: Considerando-se a posição do elemento químico na tabela periódica, a sua carga nuclear, o número de camadas eletrônicas, a tendência a receber ou perder elétrons numa ligação química e outras variáveis, é incorreto afirmar que: a) O flúor é o mais reativo dos ametais, por ser o elemento mais eletronegativo. b) O cloreto de sódio possui elevado ponto de fusão, pela característica das ligações que ocorrem entre os seus íons. c) A energia de ionização do neônio é maior que a do lítio. d) O raio do íon 8O2- é menor do que o do íon 12Mg2+. e) O cloreto de hidrogênio possui baixo ponto de fusão, pela característica das ligações que ocorrem entre os seus átomos. 1 OQL 2015 EM1 Questão 3: Uma das perguntas que estudantes de Química do ensino médio fazem com frequência é: “Qual o modelo de átomo que devo estudar?” Uma boa resposta poderia ser: “ Depende para que os átomos modelados vão ser usados depois...”. Construímos modelos na busca de facilitar nossas interações com os entes modelados. É por meio de modelos, nas mais diferentes situações, que podemos fazer inferências e previsões de propriedades. Prováveis modelos de átomos In: Química Nova na Escola, n0 3, maio 1996 (com adaptações). Julgue os itens a seguir, a respeito de modelos atômicos, como verdadeiros (V) ou falso (F). ( ) O modelo atômico que explica a dilatação de uma barra metálica revela que ela ocorre porque há aumento do volume dos átomos. ( ) Segundo modelo atômico atualmente aceito, o número atômico de um elemento químico representa o número de prótons que seus átomos possuem. ( ) O fato dos átomos dos elementos químicos de uma mesma família da tabela periódica apresentarem propriedades químicas semelhantes, associa-se à similaridade de suas configurações eletrônicas. ( ) O modelo atômico de Rutherford descreve o átomo de forma exata. ( ) A formação das substâncias simples e compostas pode ser explicada pelo modelo atômico de Dalton. A sequência correta é: a) F-V-F-F-V b) F-V-V-F-V c) V-V-V-F-F d) V-V-V-F-V e) F-F-V-V-F Questão 4: Os compostos iônicos apresentam as seguintes propriedades: I) Geralmente são sólidos, à temperatura ambiente. II) São geralmente solúveis em água, apresentando estrutura cristalina e altos pontos de fusão. III) Apresentam brilho metálico. IV) São geralmente solúveis em solventes apolares. Estão corretas: a) Todas b) I e II c) I e IV d) II e III e) nenhuma Questão 5: Considerando a polaridade das ligações e as estruturas moleculares, é correto afirmar que: I- A molécula de H2O é polar, enquanto a molécula de CO2 é apolar. II- A molécula de BF3 tem três ligações polares, porém a molécula é apolar. III- A molécula de NH3 é mais polar do que a molécula de CH4. IV- A molécula de CCl4 é apolar, porém a molécula de CH4 é polar. Estão corretas: a) Todas b) Somente I e II c) Somente I, II e III d) Somente I, III e IV e) Somente IV OQL 2015 EM1 Questão 6: Define-se como incompatibilidade entre produtos químicos a condição na qual os mesmos tornam-se perigosos, quando armazenados ou manipulados próximos a outros, com os quais podem reagir, criando situações perigosas. Assinale a alternativa que apresenta produtos químicos compatíveis, para fins de armazenamento. a) Ácido sulfúrico e cloreto de amônio b) Metais alcalinos e água c) Óxido de cálcio e hidróxido de sódio d) Hidróxido de amônio e ácido clorídrico e) Carbonato de sódio e ácido sulfúrico Questão 7: Baseando-se nos fatos reais relatados a seguir, assinale a alternativa INCORRETA que está relacionada aos mesmos. I- A água, apesar de líquida nas condições ambientes, pode ser obtida pela reação entre os gases hidrogênio e oxigênio. II- A água, ao contrário de outras substâncias, aumenta de volume ao se solidificar. a) O estado físico das substâncias depende das forças de atração entre suas moléculas. b) A estrutura hexagonal da água, mantida pelas pontes de hidrogênio no estado sólido, provoca um “vazio” dentro do cristal de gelo, tornando-o mais volumoso. c) As moléculas de água mantêm-se fortemente unidas no estado sólido por meio de interações do tipo ligações de hidrogênio. d) Ao contrário do que ocorre na água, substâncias simples como o hidrogênio e o oxigênio apresentam grande força de atração entre suas moléculas sendo, portanto, gases. e) A existência de dipolos elétricos na água faz com que as moléculas se atraiam fortemente, levando-as ao estado líquido. Questão 8: “ O CO2 emitido pelas atividades humanas tornam a água do mar tão ácida que ela está corroendo conchas, corais, esqueletos de estrela-do-mar e moluscos, alertaram cientistas. Os oceanos absorvem naturalmente CO2, mas o aumento considerável das emissões desse gás estaria impondo um volume muito acima do suportável, alterando a química e a biologia dos mares. Quanto mais ácido o oceano se torna, mais difícil é para algumas criaturas produzir o carbonato de cálcio, necessário para formar conchas e esqueletos”. (Jornal O Globo, 25/11/2008). A respeito do CO2 e sua estrutura, faz-se as afirmativas. I. É formado por ligações covalentes simples. II Embora formado por ligações covalentes polares, sua molécula é apolar. III. O número de oxidação do carbono nessa substância é +4. IV. Sua molécula apresenta geometria linear. V. No estado sólido, suas moléculas unem-se por forças de Van der Waals. Estão corretas: a) Somente I, II e III b) Somente II, IV e V c) Somente I, III e V d) Somente II, III e IV e) Todas OQL 2015 EM1 Questão 9: As substâncias utilizadas em determinações químicas devem ser mais puras possíveis. Para isso, utilizam-se vários métodos de separação, que são definidos de acordo com alguns fatores, como: tipo de mistura (homogênea ou heterogênea), seu estado físico, propriedades físicas dentre as quais: ponto de ebulição, ponto de fusão, densidade. Seguem abaixo, quatro misturas distintas: I- acetona e álcool comum II- suspensão aquosa de Fe(OH)3 III- corantes dissolvidos na água IV- gasolina e água Assinale a alternativa, que relaciona corretamente, os materiais que podem ser empregados em processos de separação, para cada uma das misturas acima. a) I- condensador II- trompa d’água III- manta de aquecimento IV- funil de Buchner b) I- manta de aquecimento II- funil de decantação III- carvão ativo IV- cápsula de porcelana c) I- balão volumétrico II- funil de Buchner III- bico de Bunsen IV- funil de decantação d) I- termômetro II- papel filtro III- funil de decantação IV- coluna de fracionamento e) I- condensador II- kitasato III- carvão ativo IV- funil de decantação Questão 10: As alternativas abaixo referem-se ao número de partículas constituintes de espécies atômicas. A afirmativa incorreta é: a) dois átomos neutros com o mesmo número atômico têm o mesmo número de elétrons. b) um ânion divalente com 52 elétrons e número de massa 116 tem 64 nêutrons. c) um átomo neutro, ao perder 3 elétrons, mantém inalterado seu número atômico. d) um átomo neutro com 31 elétrons tem número atômico igual a 31. e) um cátion com carga 3+, 47 elétrons e 62 nêutrons tem número de massa igual a 112. Questão 11: Considere um átomo representado pelo seu número atômico Z=58 e em seu estado normal. É correto afirmar que: a) O mesmo possui um total de 20 elétrons em subnível f. b) O primeiro nível de energia com elétrons em orbitais d é o n = 4. c) Sua última camada possui 2 elétrons no total. d) Os subníveis 5s 4d 5p 6s 4f não estão escritos na sua ordem crescente de energia. e) Se um de seus isótopos tiver número de massa 142, o número de nêutrons desse isótopo é 82. Questão 12: Considere as reações: I- KClO3(s) → KCl(s) + 3/2 O2(g) II- CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) III- NH4NO3(s) → 2H2O(g) + N2O(g) IV- NH4Cl (s) → NH3(g) + HCl(g) Qual das afirmações seguintes está incorreta? a) As reações II e IV também podem ocorrer no sentido inverso. b) Nas reações II e III formam-se óxidos, cujas soluções aquosas são ácidas. c) É mais difícil, na prática, separar os produtos da reação IV do que os produtos da reação II. d) Todos os reagentes são sais. e) Os gases resultantes da reação IV são polares. OQL 2015 EM1 Questão 13: Quando 96 g de ozônio se transformam completamente, a massa de oxigênio comum produzida é igual a: a) 96 g b) 80 g c) 64 g d) 48 g e) 32 g Questão 14: A reação de combustão de um dos componentes de gás de cozinha, o gás butano, C4H10, pode ser representada pela seguinte equação química não balanceada: C4H10 (g) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (l) A partir dessa equação, julgue os itens que se seguem com Verdadeiro (V) ou Falso (F). I- De acordo com as leis das proporções definidas, dobrando-se as massas dos gases butano e oxigênio, as massas de gás carbônico e de água aumentarão 3 vezes. II- São necessários 13 mols de gás oxigênio para reagir com 2 mols de gás butano. III- A queima de 58 g de gás butano produzirá 90 g de água. IV- Nas CNTP, para produzir 44,80 L de gás carbônico, são necessários 116 g de gás butano. V- Quando se queimam 232,0 g de gás butano, são utilizados 98,6 L de gás oxigênio, nas CNTP. A ordem correta de marcação é: a) F, F, V, F, F b) F, V, V, F, F c) F, V, F, V, F d) V, V. F, V, F e) F, F, V, V, V Questão 15: Soluções aquosas de NaCl, NaNO3 e Na2SO4 são três exemplos de: I. Misturas homogêneas II. Sistemas monofásicos III. Condutores iônicos IV. Soluções de eletrólitos fortes Desta alternativa, estão corretas: a) Apenas I e II b) Apenas I e III c) Apenas I e IV d) Apenas II, III e IV e) Todas OQL 2015 EM1 PARTE 2 – QUESTÕES ANALÍTICO-EXPOSITIVAS: Questão 16: O bico de Bunsen é a fonte de aquecimento mais utilizada em um laboratório de química. Através da regulagem de ar pode-se também regular o tipo de chama. A zona chamada _____________é a de menor temperatura. É uma zona interna próxima da boca do tubo, que contém os gases que ainda não sofreram combustão. Na zona chamada __________, inicia-se a combustão do gás, que é caracterizada por ser incompleta, devido à deficiência no fornecimento de _______________________. Nessa zona forma-se o gás __________________ que se decompõe por ação do calor, originando pequenas partículas de carbono (fuligem). A zona _____________________é a de maior temperatura. É uma zona externa, de cor violeta-pálido, quase invisível, onde os gases sofrem combustão completa, formando _____________________ e ________________________. Questão 17: Em um laboratório de química inorgânica foi feito o seguinte experimento: Parte 1: - Em um tubo de ensaio, foram adicionados 2 mL do solvente orgânico clorofórmio (CHCl3, d=1,40 g/mL, incolor). -Nesse mesmo tubo, foram adicionados ainda, sem agitação, 2 mL de solução aquosa de sulfato de cobre II (d=1,10 g/mL, azul) e 2 mL do solvente orgânico tolueno (C7H8, incolor e de densidade 0,85 g/mL). Pede-se: a) Qual o número de componentes da mistura resultante? b) Faça um desenho dessa mistura, identificando cada fase. Parte 2: - Ainda sem agitação, foram adicionadas uma pequena quantidade de grãos de iodo (I2, sólido, negro). Pede-se: c) Em qual (is) das fases não haverá mudança de cor? Justifique. Parte 3: - Todo o conteúdo desse tubo de ensaio, foi transferido para outro tubo de ensaio, vazio. Pede-se: d) Faça um desenho dessa mistura final, identificando as fases resultantes. Questão 18: Dadas as configurações eletrônicas dos seguintes átomos no seu estado fundamental: I-1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 II- 1s2 2s2 2p6 3s2 III- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 IV- 1s2 2s2 2p63s23p5 Responda: a) Dentre os átomos acima, qual átomo tem maior potencial de ionização? b) Qual a fórmula do cátion formado pela perda de dois elétrons do átomo II? c) Qual o grupo e o período que se encontra o átomo IV? d) Dê a ordem crescente de eletronegatividade dos átomos citados. OQL 2015 EM1 Questão 19: Complete as lacunas da tabela abaixo: Aplicações Nomenclatura Oficial Fórmula Química Cátion Comercializado como ácido muriático, é usado para limpeza de pisos e de superfícies metálicas antes da soldagem. Usado como fermento químico no preparo de pães, bolos e biscoitos, fazendo crescer a massa e dando crocância. Usado na indústria alimentícia como acidulante de refrigerantes, principalmente os de cola. Cl - Bicarbonato de amônio H3PO4 Também conhecido como cal virgem, é usado na construção civil para elaboração das argamassas. Ca 2+ Usado em produtos farmacêuticos como antiácido e como laxante. Mg 2+ Ácido usado na produção de fertilizantes e em soluções de bateria para automóveis. Substância molecular, gasosa, conhecida como anidrido sulfúrico, é um dos responsáveis pela formação de chuva ácida Sal derivado do ácido nítrico, é empregado como conservante na fabricação de carnes e embutidos (salames, presunto, mortadela...) Ânion SO4 2- SO3 K+ OQL 2015 EM1 Questão 20: Devido à sua ampla aplicação industrial, o ácido fosfórico é considerado o mais importante ácido do fósforo. Na indústria química, é muito empregado na fabricação de fertilizantes agrícolas, ração animal, detergentes e como agente decapante e antiferrugem. Na indústria farmacêutica, é usado, principalmente, na fabricação de insulina, antibióticos e fortificantes e, na indústria alimentícia, é usado como acidulante de refrigerantes (especialmente os de cola), doces, molhos, fermentos biológicos, dentre outros. O ácido fosfórico pode ser obtido pela reação do fosfato de cálcio com o ácido sulfúrico. a) Escreva a reação balanceada da formação desse ácido. b) Calcular a massa de fosfato de cálcio necessária para obter 588 g de ácido fosfórico. c) Calcular a quantidade de matéria do sal formado, partindo-se de 5 mols de ácido sulfúrico. d) Calcular o volume, em mL, de ácido sulfúrico necessário, para reagir com 620 g de fosfato de cálcio, sabendo-se que o ácido sulfúrico puro possui densidade 1,6 g/mL. Boa Prova! 1 1A 1 H TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS 3 Li 2 2A 4 Be 13 3A 5 B 14 4A 6 C 15 5A 7 N 16 6A 8 O 17 7A 9 F 6.941 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 1.008 11 Na 12 Mg 22.99 24.31 19 K 13 Al 18 8A 2 He 4.003 10 Ne 20.18 26.98 14 Si 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 (209) (210) (222) 109 Mt 110 Ds 111 Rg 112 Cn 113 114 Fl 115 118 (Uup) 116 Lv 117 (Uut) (Uus) (Uuo) (266) (281) (272) (285) (284) (289) (288) (293) (294) (294) 20 Ca 3 3B 21 Sc 4 4B 22 Ti 5 5B 23 V 6 6B 24 Cr 7 7B 25 Mn 8 8B 26 Fe 9 8B 27 Co 10 8B 28 Ni 11 1B 29 Cu 12 2B 30 Zn 39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 37 Rb 38 Sr 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 (98) 101.1 102.9 106.4 55 Cs 56 Ba 57 La 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 132.9 137.3 138.9 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 87 Fr 88 Ra 89 Ac 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs (223) (226) (227) (261) (262) (263) (262) (265) 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 71 Lu 140.1 140.9 144.2 (145) 150.4 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr 232.0 231.0 238.0 (237) (244) (243) (247) (247) (251) (252) (257) (258) (259) (262)