FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA OLIMPÍADA DE QUÍMICA DA LIBERATO – OQL DATA: MODALIDADE: EM-3 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: 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 2: 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. 1 OQL 2015 EM3 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: 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. Questão 5: Considere as equações termoquímicas abaixo: I. C (graf) + O2 (g) → CO2 (g) II. H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l) III. C (graf) + 2 H2 (g) → CH4 (g) IV. 2 C (graf) + 3 H2 (g) + ½ O2 (g) → C2H5OH(l) ∆H0= - 394 kJ/mol ∆H0= - 242 kJ/mol ∆H0= - 74 kJ/mol ∆H0= - 278 kJ/mol É correto afirmar que: a) A combustão completa de um mol de gás metano libera 402 kJ. b) Todos os processos representados acima acontecem com absorção de calor. c) A combustão completa de um mol de etanol libera 618 kJ. d) O etanol, em sua combustão, libera, por mol, mais energia do que o metano. e) A combustão de um mol de etanol produz 89,6 L de CO2, nas CNTP. OQL 2015 EM3 Questão 6: 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 7: Projetos de reciclagem do lixo doméstico e industrial geram lucro de bilhões de dólares, criam emprego e reduzem a contaminação do ambiente. Uma das reciclagens mais rentáveis é a das latas de refrigerantes e cervejas feitas de alumínio, devido, principalmente, à economia de energia que a reciclagem proporciona em relação ao processo de obtenção do alumínio do mineral bauxita, Al2O3.yH2O. Nesse processo, a primeira etapa consiste na separação das impurezas através da reação altamente exotérmica representada pela equação: Al2O3 (s) + 2 OH – (aq) + 3 H2O (aq) → 2 Al(OH)4- (aq) Em relação a esse processo, assinale a alternativa correta: a) A velocidade da reação será menor utilizando-se partículas finamente divididas de Al2O3 (s), em vez de partículas maiores, em raspas. b) Supondo que a reação ocorra em uma única etapa, o aumento da concentração do íon hidroxila diminuirá a velocidade da reação. c) A diminuição da temperatura, aumentará a velocidade de reação. d) A presença de um catalisador aumenta a energia de ativação da reação. e) O aumento da pressão mantém inalterada a velocidade da reação. Questão 8: Um método de análise desenvolvido por Lavoisier ( 1743-1794) e aperfeiçoado por Liebig (1803-1873) permitiu determinar a composição percentual dos hidrocarbonetos. O procedimento baseia-se na combustão total, em excesso de oxigênio, da amostra analisada, em que todo carbono é convertido em gás carbônico e todo hidrogênio, transformado em água. A queima de 0,50 g de um hidrocarboneto, em presença de oxigênio em excesso, fornece 1,65 g de dióxido de carbono e 0,45 g de água. Considerando as informações acima, pode-se afirmar que as porcentagens em massa de carbono e hidrogênio são, respectivamente: a) 85% e 15% b) 95% e 5% c) 90% e 10% d) 91% e 20% e) 95% e 20% OQL 2015 EM3 -5 Questão 9: Na temperatura ambiente, a constante de ionização do ácido acético é 1,80 X 10 . - A concentração, em mol.L , da solução onde o ácido se encontra 3% dissociado vale, aproximadamente: a) 2,00 x 10-2 b) 3,00 x 10-2 c) 5,82 x 10-4 d) 5,40 x 10-5 e) 6,00 x 10-7 Questão 10: A seguir, estão exemplificadas aplicações de alguns elementos radioativos. I. O iodo é usado no diagnóstico de distúrbios da glândula tireoide e pode ser obtido pela seguinte reação: 52Te130 + 0n1 → 53I 131 + X II. O fósforo é usado na agricultura como elemento traçador, ou seja, aquele que é usado para seguir o comportamento de determinado sistema ou componente. No caso específico, é empregado para proporcionar a melhoria na produção de milho. Pode ser obtido pela reação: 35 1 32 + Y Sua reação de decaimento é: 15P 32 → 16S32 + Z 17Cl + 0n → 15P III. O tecnécio é usado na obtenção de imagens do cérebro, fígado e rins e pode ser representado pela reação: 43Tc 99→ 43Tc99 + W Assinale a alternativa que indica, respectivamente, os significados de X, Y, Z e W nas afirmativas acima. a) α, β, γ, α b) α, β, α, γ c) γ, β, γ, α d) β, α, β, γ e) β, α, β, β Questão 11: Sobre as afirmações com relação à química dos alimentos, assinale V ou F: I- O amido é um polímero nitrogenado que, por ação de enzimas da saliva, sofre hidrólise formando aminoácidos. II- O grau de insaturação de um óleo de cozinha pode ser estimado pela reação com iodo. III- A sacarose é um monossacarídeo que, por hidrólise, produz os isômeros glicose e frutose. IV- A maionese é um sistema coloidal constituído por gema de ovo dispersa em óleo comestível, sendo, portanto, rica em carboidratos e lipídios. A seqüência correta é: a) F,V,F,F b) F,V,V,F c) V,V,F,F d) V,F,F,V e) F,F,F,V Questão 12: Assinale a opção que contém somente métodos de preparação de álcool etílico: a) redução de propanona e reação do etino com reagentes de Grignard. b) reação de compostos de Grignard com aldeído fórmico e reação do álcool metílico com ácido acético. c) reação de bromoetano com hidróxido de potássio em meio aquoso e hidratação do eteno em meio ácido. d) redução do etanal e halogenação do eteno. e) oxidação branda do eteno e oxidação enérgica do propeno. OQL 2015 EM3 Questão 13: Considere as seguintes afirmações sobre polímeros: I- Polímeros termoplásticos amolecem quando aquecidos. II- A reação da borracha natural com enxofre é denominada vulcanização. III- O polietileno é um polímero termofixo. IV- Polipropileno e politetrafluoretileno são sintetizados por meio de reações de adição. V- Os polímeros PVC e teflon contêm halogênios em suas estruturas. Das afirmações feitas, estão corretas: a) Somente IV e V b) Somente III, IV e V c) Somente I, II e V d) Somente I, II, IV e V e) Todas Questão 14: “Pesquisadores americanos acabam de constatar que o glutamato monossódico (GMS), substância presente em temperos usados para acentuar o sabor dos alimentos, leva ao aumento de peso. O estudo, assinado por pesquisadores da Escola de Saúde Pública da Universidade da Carolina do Norte, nos estados Unidos, investigou mais de 750 chineses de ambos os sexos e com idade entre 40 e 59 anos. Cerca de 80 % desses voluntários usavam o GMS nas refeições. O grupo que ingeriu uma quantidade significativamente maior de GMS apresentou um sobrepeso quase 4 vezes maior do que os demais”. Adaptado da revista “Saúde”- 09/2008 A respeito do glutamato de sódio, de fórmula estrutural representada acima, são feitas as seguintes afirmações: I- É um sal sódico derivado de um aminoácido. II- Possui enantiômeros. III- É pouco solúvel em solventes polares. IV- Possui dois átomos de carbono de hibridização sp2. Estão corretas: a) Somente I e III. b) Somente I, II e III. c) Somente II e IV. d) Somente II, III e IV. e) Somente I, II e IV. Questão 15: Sejam as substâncias abaixo: I- pentano II- pentan-1-ol III- metilpropano IV- etoxipropano A alternativa que apresenta essas substâncias em ordem crescente de ponto de ebulição é: a) I, III, II, IV b) III, I, II, IV c) I, III, IV, II d) III, I, IV, II e) II, IV, I, III OQL 2015 EM3 PARTE 2 – QUESTÕES ANALÍTICO-EXPOSITIVAS: Questão 16: 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. 3 Questão 17: Calcule o pH da solução resultante, quando 10 cm de uma solução de hidróxido de - 3 cálcio 0,05 mol.L são diluídos até 500 cm , sabendo-se que o hidróxido de cálcio encontra-se 50% dissociado. Questão 18: Complete as reações abaixo, escrevendo as fórmulas estruturais dos compostos orgânicos, representados pelas suas respectivas letras maiúsculas, de A até H: OQL 2015 EM3 Questão 19: 222 g de um determinado monoálcool primário sofreram combustão completa, gerando 528 g de gás carbônico e 270 g de água. A partir desses dados, escreva as fórmulas estruturais de todos os isômeros planos possíveis desse álcool, e dê o nome oficial. Questão 20: Misturam-se 25 mL de uma solução de sulfato de sódio 28,4%, em massa, e densidade 1,20 g/mL, com uma solução de nitrato de chumbo II 1,5 mol/L. Considerando reação completa, calcular: a) A massa, em gramas, de sulfato de sódio que reage. b) O volume, em mL, da solução de nitrato de chumbo II. c) A massa, em gramas, de precipitado formada. d) A concentração, em quantidade de matéria, dos íons presentes na solução final. Boa Prova! 1 1A 1 H TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS 18 8A 2 He 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 11 Na 12 Mg 13 Al 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar 22.99 24.31 26.98 14 Si 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95 19 K 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr 1.008 4.003 10 Ne 20.18 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 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 37 Rb 38 Sr 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 (98) 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 55 Cs 56 Ba 57 La 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 132.9 137.3 138.9 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 (209) (210) (222) 87 Fr 88 Ra 89 Ac 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Ds 111 Rg 112 Cn 113 115 118 (Uup) 116 Lv 117 (Uut) 114 Fl (Uus) (Uuo) (223) (226) (227) (261) (262) (263) (262) (265) (266) (281) (272) (285) (284) (289) (288) (293) (294) (294) 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)