IX Olimpíada de Química do Rio Grande do Sul – 2010
Questão 2: Abaixo se encontra um esquema ilustrando dois frascos, um com água e outro com
álcool. No quadro têm-se três diferentes materiais, “A”, “B” e “C”, todos sólidos e insolúveis em
água e álcool. Considerando que 1 mL equivale a 1 cm 3, analise as afirmações abaixo do esquema.
MODALIDADE EM1
Nº INSCRIÇÃO: ____________
I.
II.
III.
PARTE 1 – TESTES DE ESCOLHA SIMPLES
O material “A” flutua tanto em água quanto em álcool.
O material “B” afunda tanto em água quanto em álcool.
O material “C” flutua em água, mas afunda em álcool.
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.
Baseado no exposto, afirma-se que:
Questão 1: Chamamos de materiais a todas as espécies de matéria existentes no Universo, em
qualquer fase de agregação em que se encontrem, como: o ar, o gás carbônico, a água, o ferro, o
aço, a madeira.
Todo material apresenta uma série de propriedades ou características que, em conjunto, permitem identificá-lo e diferenciá-lo dos demais. Os diferentes usos que damos aos materiais dependem diretamente de suas propriedades.
Muitas vezes os químicos desenvolvem novos materiais em laboratório, buscando obter propriedades que não são encontradas em nenhum material no seu estado natural, para atender determinada finalidade e uso.
As propriedades específicas são as características próprias de cada material. São divididas em
organolépticas, químicas e físicas.
Questão 3: Observar as figura abaixo:
a)
b)
c)
apenas I é correta.
apenas II é correta.
apenas III é correta.
d)
e)
apenas I e II são corretas.
todas, I, II e III, são corretas.
Tendo-se as seguintes afirmativas:
O álcool β-feniletílico possui odor de rosas característico.
O β-caroteno encontrado em vegetais e frutas de cores fortes, que o organismo animal transforma em vitamina A, possui cor laranja intenso.
III. Um dos líquidos conhecidos de maior densidade é o diiodo metano (d = 3,32 g/cm3).
IV. O nitrato de potássio utilizado na fabricação de explosivos possui um sabor salino picante.
V. O alúmen de potássio, conhecido como alúmen comum ou pedra-ume, age como coagulante
em pequenos cortes e é muito utilizado por manicures.
I.
II.
Os gráficos I e II representam a variação de temperatura de dois sistemas distintos em função do
tempo de aquecimento, mostrando as temperaturas em que ocorrem as transições de fases.
Pela análise desses gráficos, assinalar a afirmativa FALSA:
a)
b)
c)
d)
e)
Quais descrevem propriedades organolépticas da matéria?
a)
b)
c)
I, II, III
II, III, IV
III, IV, V
d)
e)
I, II, IV
II, III, V
~1~
No sistema II, entre os pontos A e B, à temperatura t1, existem as fases sólida e líquida.
Para temperaturas inferiores a t1 podem coexistir duas fases em ambos os sistemas.
No sistema II ocorrem duas fases entre as temperaturas t1 e t2.
Entre os pontos B e C, no sistema II, existe uma única fase líquida.
Acima do ponto D há uma única fase vapor em aquecimento em ambos os sistemas.
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Questão 4: O exame de um dado material apresentou os seguintes resultados:
Aparência: homogênea, incolor, transparente.
Estado físico à temperatura ambiente: líquido.
Ponto de ebulição na pressão ambiente: 147 °C (constante).
Análise química: composição constante.
Questão 6: Quando retiramos o primeiro elétron de um átomo neutro, no estado gasoso, podemos afirmar que:
a)
b)
A partir desses dados, assinalar a alternativa correta.
a)
b)
c)
d)
e)
c)
O material pode ser uma mistura homogênea ou heterogênea.
O material pode ser uma mistura homogênea ou uma substância pura.
O material é substância pura.
O material pode ser uma substância pura simples, mas não pode ser um composto.
O material é uma mistura azeotrópica.
d)
e)
Diminui a força de atração do núcleo sobre os elétrons restantes, portanto a primeira energia
de ionização é sempre maior que a segunda.
Diminui a força de atração do núcleo sobre os elétrons restantes, portanto a primeira energia
de ionização é sempre menor que a segunda.
Aumenta a força de atração do núcleo sobre os elétrons restantes, portanto a primeira energia de ionização é sempre maior que a segunda.
Se o segundo elétron estiver no mesmo nível de energia do primeiro, então a primeira energia de ionização será sempre igual à segunda.
Aumenta a força de atração do núcleo sobre os elétrons restantes, portanto a primeira energia de ionização é sempre menor que a segunda.
Questão 7: Abaixo são mostradas quatro configurações eletrônicas:
Questão 5: O gráfico apresentado abaixo refere-se à variação de uma propriedade periódica em
função do número atômico do elemento.
I.
II.
1s2 2s2 2p6
1s2 2s2 2p6 3s2
III. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
IV. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Qual das configurações corresponde a cada um dos íons Cl1-, K1+, Al3+?
a)
Cl1- - III;
K1+ - IV;
Al3+ - II
b)
Cl1- - IV;
K1+ - IV;
Al3+ - I
c)
Cl1- - IV;
K1+ - III;
Al3+ - I
d)
Cl1- - IV;
K1+ - I;
Al3+ - I
e)
Cl1- - II;
K1+ - IV;
Al3+ - I
Questão 8: Considerando os conjuntos de espécies químicas a seguir:
A = {1H1,
D = {6C13,
2
1H ,
13
7N }
3
1H }
B = {20Ca40,
E = {(2He3)+,
40
18Ar }
C = {2He3,
4
2He }
3
1H }
Com relação aos conjuntos acima, é correto afirmar:
1
2
3
4
5
Assinalar a alternativa correspondente à propriedade periódica representada neste gráfico.
a)
b)
c)
Densidade
Raio atômico
Afinidade eletrônica
d)
e)
Eletronegatividade
Potencial de ionização
– O conjunto C contém apenas isótopos do elemento hélio.
– Os membros de E apresentam o mesmo número de elétrons, sendo, portanto, isótopos.
– O conjunto A contém apenas isótopos do elemento hidrogênio.
– Os membros de B são isóbaros.
– Os membros de D apresentam o mesmo número de nêutrons.
Marcar a alternativa correta:
a)
b)
c)
~2~
1-V; 2-F; 3-V; 4-V; 5-F
1-V; 2-V; 3-F; 4-V; 5-F
1-V; 2-V; 3-V; 4-V; 5-V
d)
e)
1-V; 2-V; 3-F; 4-F; 5-F
1-F; 2-F; 3-V; 4-F; 5-V
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Questão 9: No mês de agosto, ano de 1994, a Química perdeu Linus Pauling, um dos mais brilhantes químicos do século XX, laureado com o Prêmio Nobel devido a seus estudos sobre a
natureza das ligações químicas.
Questão 11: Tendo-se as afirmativas:
Sobre ligações químicas, têm-se as afirmativas:
II.
I.
Pode-se esperar que seja formado um composto iônico quando um elemento de natureza
metálica se combina com outro elemento de elevada eletropositividade.
II. As substâncias iônicas são formadas por uma quantidade imensa e indeterminada de cátions
e ânions que se agrupam segundo um arranjo geométrico definido e são representadas por
uma fórmula mínima (ou íon-fórmula), que é a menor proporção de cátions e ânions cujas
cargas se anulam (a soma das cargas é igual a zero).
III. Ligação covalente é aquela que ocorre devido à atração interatômica proveniente do compartilhamento de elétrons entre átomos.
IV. Uma substância é considerada covalente quando a maioria das ligações estabelecidas entre
os átomos que a constituem é do tipo covalente.
V. Na ligação metálica, os átomos dos metais estão ligados devido à atração elétrica de cátions
e ânions.
VI. Um elemento E forma com um metal alcalino-terroso, M, um composto iônico de fórmula,
ME, e com um halogênio, A, um composto covalente de fórmula, EA 2. Esse elemento E possui configuração eletrônica terminada em ns2 np4.
III.
São corretas, apenas:
Questão 12: O ácido sulfúrico, é um ácido mineral forte. É solúvel na água em qualquer concentração. O ácido sulfúrico tem várias aplicações industriais e é produzido em quantidade maior do
que qualquer outra substância (só perde em quantidade para a água). Seu principal uso engloba
a fabricação de fertilizantes, o processamento de minérios, a síntese química, o processamento
de efluentes líquidos e o refino de petróleo.
a)
b)
c)
II, III e VI
II, IV e V
III, V e VI
d)
e)
I.
IV.
V.
VI.
Para distinguir uma solução aquosa de ácido sulfúrico de outra de ácido clorídrico, pode-se
adicionar a cada uma delas um pouco de solução aquosa de nitrato de bário.
Para remover dióxido de carbono do ar respirado pelos astronautas nas espaçonaves, utiliza-se hidróxido de lítio sólido, obtendo-se como produto LiHCO3 e água.
Paredes pintadas com cal extinta com o passar do tempo ficam recobertas por uma película
de carbonato de cálcio devida à reação:
Ca(OH)2(ppt) + CO2(g)
CaCO3(s) + H2O(l)
O solo do cerrado é ácido. Para diminuir a acidez, deve-se adicionar ao solo CaCO3.
Da reação entre H3PO4 e Ca(OH)2, resulta um sal neutro de fórmula CaPO3.
A equação que representa a reação entre zinco e ácido muriático (clorídrico) é:
Zn(s) + 2HCl(aq)
ZnCl2(aq) + H2O
São corretas as afirmativas:
a)
b)
c)
I, II e III
IV, V e VI
I, II, III e IV
II, III, IV e V
III, IV, V e VI
d)
e)
I, III, IV e VI
II, IV, V e VI
Tendo-se as afirmações:
I.
II.
Questão 10: Considere as substâncias inorgânicas a seguir:
Mg(OH)2
(A)
HBr
CO
HNO3
NH3
(B)
(C)
(D)
(E)
III.
IV.
Assinale a alternativa INCORRETA:
a)
b)
c)
d)
e)
O zinco metálico dissolve-se em solução aquosa de ácido sulfúrico, já o ouro metálico não.
O anidrido sulfuroso dissolvido em água fornece um ácido mais fraco do que o ácidosulfúrico.
Quanto mais concentrada é a solução aquosa de ácido sulfúrico, menor é a ionização desse
ácido.
A estrutura das moléculas de ácido sulfúrico apresenta ligações covalentes entre O e S e
iônica entre H e O.
São corretas somente:
A substância “A” é uma base inorgânica fraca que, sendo pouco solúvel em água, forma uma
mistura heterogênea conhecida como leite de magnésia.
A substância “B” é um ácido forte do tipo hidrácido.
A substância “C” é um óxido, sendo sua molécula linear e polar.
A substância “D” é um ácido inorgânico do tipo oxiácido. Em sua molécula o nitrogênio apresenta número de oxidação igual ao nitrogênio da substância “E”.
A substância “E” apresenta ligações covalentes, tendo a correspondente molécula uma
geometria piramidal.
a)
b)
c)
~3~
I e II
I, II e III
II e III
d)
e)
II, III e IV
III e IV
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Questão 15: Uma barra metálica com 2,7 gramas de alumínio contém o mesmo número de átomos que uma segunda barra, que é de ouro. Considerando que em determinado dia o custo do
grama do ouro é de R$ 17,00, o valor aproximado da barra de ouro descrita é:
Questão 13: Uma reação química é uma transformação da matéria na qual ocorrem mudanças
qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou
mais produtos. Envolve mudanças relacionadas à mudança nas conectividades entre
os átomos ou íons, na geometria das moléculas das espécies reagentes etc. Resumidamente,
pode-se afirmar que uma reação química é uma transformação da matéria em que pelo menos
uma ligação química é criada ou desfeita.
a)
b)
c)
Analisar as afirmações seguintes relativas a algumas reações químicas.
I.
Quando aquecemos o hidróxido de sódio em laboratório, há a decomposição dessa base
originando o óxido de sódio e água.
II. Misturando-se uma solução aquosa de cloreto de sódio com uma solução aquosa de nitrato
de prata, ocorre formação de precipitado.
III. Ao se misturar solução de ácido sulfúrico com bicarbonato de sódio em pó, obtém-se uma
substância gasosa que geralmente é empregada como extintor de chamas.
IV. Colocando-se um palito de fósforo aceso em um tubo de ensaio onde ocorre a reação entre o
carbonato de cálcio e uma solução aquosa de ácido clorídrico a chama se apagará.
São corretas, apenas, as afirmações:
a)
b)
c)
I e II
I, II e III
II e III
d)
e)
II, III e IV
III e IV
Questão 14: Um aspecto importante sobre uma reação química é a conservação da massa e o
número de espécies químicas microscópicas (átomos e íons) presentes antes e depois da
ocorrência da reação. Essas leis de conservação se manifestam macroscopicamente sob a forma
das leis de Lavoisier, de Proust e de Dalton.
Balancear a equação química:
N2H4 +
N2O4
N2 +
H2O
Assinalar a alternativa INCORRETA.
a)
b)
c)
d)
e)
O número de mols de água formado por mol de N2H4 consumido é 2.
O número de mols de N2 que deverão ser produzidos para cada mol de N2O4 que reage é 3.
A soma de todos os coeficientes estequiométricos da equação balanceada é 10.
Na reação acima; 2 mol de N2H4 necessita de 1 mol de N2O4 para obter 4 mols de água.
Considerando como reagente limitante o N2O4, 92 gramas deste óxido produzem 28 gramas
de N2.
~4~
R$ 45,00
R$ 289,00
R$ 335,00
d)
e)
R$ 1.340,00
R$ 3.349,00
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PARTE 2 – QUESTÕES ANALÍCO-EXPOSITIVAS:
Questão 17: A tabela periódica dos elementos químicos é a disposição sistemática dos elementos, na forma de uma tabela, em função de suas propriedades. São muito úteis para se preverem
as características e tendências dos átomos. Permite, por exemplo, prever o comportamento
de átomos e das moléculas deles formadas, ou entender porque certos átomos são extremamente reativos enquanto outros são praticamente inertes. Permite prever propriedades como eletronegatividade, raio iônico, energia de ionização, etc.
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.
Questão 16: Um modelo científico é uma concepção criada a partir de evidências científicas.
A Ciência progrediu o suficiente para explicar a intimidade da matéria que nos rodeia. No quadro
a seguir você tem três representações simples de átomos. As partículas que compõem os átomos
estão representadas por pequenas esferas, dotadas ou não de carga elétrica. Observe as cargas
das partículas e a organização dos átomos para completar o quadro.
1
2
Li
Be
Na
Mg
K
Ca
Rb
Sr
Cs
Ba
Fr
Ra
3
4
5
6
7
8
Cr
Mn
Fe
9
10
11
17
18
H
He
13
14
15
16
B
C
N
O
F
Ne
P
S
Cl
Ar
As
Se
Br
Te
I
Po
At
12
REPRESENTAÇÃO
ESQUEMÁTICA DE
ESPÉCIES QUÍMICAS
Zn
Ag
Os
Ir
Número Atômico (Z)
U
Número de Massa (A)
Pu
Distribuição eletrônica
de Pauling, em subníveis
Com base na tabela, responder:
a)
Quantos níveis de energia apresentam os átomos do elemento urânio?
O elemento é metal,
não-metal, gás nobre, ....
b)
Quantos elétrons os átomos do elemento fósforo tem na camada de valência?
c)
Qual é o elemento cujos átomos apresentam 1 elétron no nível O?
d)
Quais os elementos que são classificados como de transição interna?
e)
Qual o elemento de maior raio atômico?
f)
Qual o elemento de maior energia de ionização?
g)
Qual o elemento de maior eletronegatividade?
h)
Quais são os elementos mais densos?
~5~
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Questão 20: Incêndios podem ser naturais ou artificiais. Os naturais são aqueles em que não há
intervenção direta ou indireta do homem. Muitos extintores de incêndio utilizam pó químico, em
uma mistura de NaHCO3, KHCO3 e outros aditivos. O NaHCO3 submetido a altas temperaturas
sofre a reação de decomposição térmica a seguir:
Questão 18: Fazer o que se pede:
a)
Com relação a um determinado átomo cujo subnível mais energético é 4d 2, pede-se sua
configuração eletrônica por subníveis.
2NaHCO3(s)
5
b)
Se o subnível de maior energia de um átomo X é 4p , qual é o número atômico desse átomo?
c)
Sabendo que o elemento químico oxigênio tem número atômico 8, dar a distribuição eletrônica em orbitais para o subnível mais energético dos átomos desse elemento.
d)
Considerando o elemento químico tungstênio (W), de número atômico igual a 74, quantos
elétrons existem no subnível mais energético dos átomos?
Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(v)
O gás carbônico e o vapor d’água, produzidos pela reação, são capazes de extinguir o fogo.
a) Quais os nomes das substâncias NaHCO3 e Na2CO3, abordadas?
b) Segundo a equação química fornecida, calcule a massa, em gramas, de dióxido de carbono
obtido caso haja decomposição de 200 gramas de NaHCO3.
GABARITO
EM-1
Questão 19: Considerar as fórmulas das substâncias e cátions abaixo representados:
I
II
2+
Ca
A)
Escrever a fórmula do:
-
hidreto do cátion I
-
hidróxido do cátion II
-
nitrato do cátion III
-
óxido do cátion IV
3+
Fe
III
2+
Ba
IV
Pb
4+
Questão
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
V
Ca(OH)2
Resposta
D
E
Anulada
C
E
E
B
A
A
D
A
B
D
E
C
B) Escrever a equação química balanceada da reação entre o composto V, com solução aquosa
de sulfato de sódio e dar o nome do precipitado formado.
BOA PROVA!
~6~
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~7~