EM-2

Olimpíada de Química do Rio Grande do Sul – 2015
I- O número de oxidação do fósforo é +5, nos seus respectivos compostos.
II- A soma dos menores coeficientes inteiros possíveis é igual a 15.
III- O ácido fosfórico, em solução aquosa, apresenta grau de ionização maior
do que o ácido sulfúrico.
IV- O sal obtido é pouco solúvel em água e é anidro.
MODALIDADE EM-2
Nº INSCRIÇÃO: ____________
Estão corretas:
a) Somente I, II e IV
b) Somente II, III e IV
c) Somente I, II e III
d) Somente I e II
e) Somente I e III
PARTE 1 – QUESTÕES DE ESCOLHA SIMPLES
Questão 01: Sobre a tabela periódica e configurações eletrônicas, são feitas
as seguintes afirmações:
I- Os íons Cu+ e Cu2+ provenientes de um mesmo isótopo de cobre, diferem
quanto ao número de massa.
II- O elemento que apresenta a configuração eletrônica 4s2 4p5 em sua
camada de valência é um halogênio.
III- Quando o subnível mais energético é s ou p, o elemento é de transição.
IV- O íon Sc3+ é isoleletrônico do elemento pertencente ao 30 período e grupo
18 da tabela periódica.
Questão 03: O gráfico abaixo representa a curva de aquecimento para três
amostras diferentes, partindo do estado sólido.
Estão corretas:
a) Somente I e II
b) Somente II e III
c) Somente II e IV
d) Somente I, III e IV
e) Todas
I- À temperatura de 40 °C, a amostra I encontra-se no estado líquido.
II- A amostra II é um exemplo de substância pura.
III- A amostra III é uma mistura eutética.
IV- À temperatura de 60 °C, a amostra II encontra-se no estado gasoso.
Questão 02: Devido ao aumento da demanda de fertilizantes com elevado
teor de fósforo, nos dias de hoje, houve uma rápida expansão na fabricação
de ácido fosfórico, a partir da rocha fosfática (processo por via úmida),
conforme mostra a reação simplificada, não balanceada, abaixo:
Ca3(PO4)2 (s) + H2SO4 (l) + H2O (l) → H3PO4 (l) + CaSO4.2H2O (s)
Estão corretas:
a) Somente I, II e III
b) Somente II e IV
c) Somente I e IV
d) Somente I e III
e) Somente II e III
Sobre essa reação, são feitas as afirmações:
~1~
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Questão 04: Com relação às técnicas básicas desenvolvidas em um
laboratório de química, julgue cada item a seguir, como falso (F) ou
verdadeiro (V).
I- Para destilar o solvente orgânico tolueno (PE= 111 0C, a 1 atm), pode-se
empregar banho-maria.
II- O funil de decantação não pode ser empregado para separar uma mistura
entre álcool comum e gasolina.
III- O aquecimento de uma solução ou substância pura, não poderá ser
realizado em um balão de fundo chato ou redondo.
IV- Para preparar uma solução aquosa de ácido sulfúrico, o procedimento
correto é adição do ácido na água.
V- Os balões volumétricos são usados para acondicionamento de soluções
voláteis, razão pela qual possuem rolhas esmerilhadas.
Está(ão) correta(s):
a) Somente I e III
b) Somente I e IV
c) Somente II e III
d) Somente II e IV
e) Somente III
Questão 06: Os combustíveis fósseis são assim chamados porque sua origem
mais provável está nos restos de plantas e animais marinhos que se
depositaram no fundo dos oceanos. O combustível fóssil mais importante é o
petróleo, que é encontrado em jazidas que podem estar muitos metros
abaixo da superfície da Terra. Após sua extração, o petróleo é transportado
para as refinarias onde seus componentes são separados, conforme o
esquema simplificado abaixo.
A sequência correta é:
a) F, V, V, F, V
b) F, F, F, V, F
c) F, V, F, V, F
d) V, F, V, F, V
e) V, V, F, V, F
Questão 05: Dadas as reações abaixo:
A- N2 + 3H2 → 2 NH3
B- 2 HNO3 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + 2 H2O
C- 2 KI + Cl2 → 2 KCl + I2
Sobre esse esquema, pode-se afirmar:
a) O ponto de ebulição da querosene é menor do que o ponto de ebulição da
gasolina.
b) Representa uma destilação fracionada, que é um processo de separação
baseado na diferença de densidade entre os componentes da mistura.
c) A fração mais leve desse processo trata-se de uma mistura heterogênea.
d) A gasolina é uma substância pura e imiscível na água.
e) Os componentes obtidos em cada fração, estão predominantemente
ligados por interações do tipo dipolo instantâneo-dipolo induzido.
Sobre os mesmos, são feitas as seguintes afirmações:
I- As reações A e C são de síntese.
II- A reação B é de deslocamento.
III- Na reação B, o número de oxidação do nitrogênio não varia.
IV-O produto da reação A, quando em meio aquoso, comporta-se como um
ácido de Arrhenius.
~2~
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Questão 07: Uma substância é considerada tóxica se, quando ingerida,
inalada ou em contato com a pele, produzir quaisquer perturbações
orgânicas, que podem ou não ser de gravidade extrema, ocasionando
consequências imediatas ou tardias, inclusive fatais.
Questão 08: Quando o cloreto de amônio é aquecido em um recipiente
fechado, ele atinge o equilíbrio em amônia e gás clorídrico, conforme a
equação: NH4Cl(s) ↔ NH3 (g) + HCl (g).
Determinou-se que, no equilíbrio, em um recipiente de 5,0 L, há 2,0 mol de
amônia, X mol de HCl e 1 mol de NH4Cl, a 500 0C.
A tabela abaixo mostra algumas substâncias e os efeitos de sua toxicidade.
Substância
Efeito
Cloreto de amônio
Náuseas e acidose
Cromatos e dicromatos
Hepatite e ulcerações
Sulfato cúprico
Vômitos verdes e hemólise
Sais de ferro
Taquicardia e colapso
Nitratos e nitritos
Hipotensão e dilatação dos vasos
sanguíneos
Doenças respiratórias e irritação
ocular
Depressão respiratória e mal hálito
Óxidos de enxofre
Sulfetos
Ácido sulfídrico
Sabendo-se que Kc = 0,16 mol2.L-2, o valor de X vale:
a) 0,08
b) 0,4
c) 1,0
d) 2,0
e) 2,5
Questão 09: Por volta de 1860, os irmãos Ernest e Alfred Solvay
desenvolveram um método mais aperfeiçoado para converter cloreto de
sódio em carbonato de sódio.
Os passos fundamentais eram a formação de um precipitado de bicarbonato
de sódio, a partir de uma solução concentrada de água salgada infundida
com gás amoníaco e dióxido de carbono (do calcário):
NaCl(aq) + NH3(g) + CO2(g) + H2O(l) → NaHCO3(s) + NH4Cl(aq)
I
II
III
IV
V
Em seguida, a produção de Na2CO3, pelo aquecimento do NaHCO3:
2 NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)
Δ
Os compostos acima assinalados pelos números I, II, III, IV e V, quando
dissolvidos em água pura, tornam o meio, respectivamente:
a) neutro, básico, ácido, básico, ácido
b) neutro, básico, básico, ácido, básico
c) básico, ácido, ácido, básico, ácido
d) neutro, básico, ácido, básico, neutro
e) ácido, básico, básico, neutro, básico
Pneumonia e deficiência de oxigênio
nos órgãos e tecidos
Baseado nessa tabela, assinale a alternativa que relaciona corretamente a
possível fórmula química com seu efeito.
a) K2CrO4 - hipotensão; FeCl3 -taquicardia; NaNO2 – hepatite
b) CuS – vômitos verdes; SO3 – doenças respiratórias; FeBr2 – colapso
c) NH4Cl – acidose; CuSO4 – depressão respiratória; H2S – pneumonia
d) FeSO4 – taquicardia; NH4Cl – náuseas; SO2 – mal hálito
e) KNO3 – hipotensão; Na2S – depressão respiratória; Na2Cr2O7 – hepatite
~3~
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Questão 10: Com relação à reação elementar abaixo, assinale a alternativa
correta.
N2 (g) + 2 O2 (g) → 2 NO2 (g) ΔH = + 16,2 kcal
II- As leveduras são os decompositores que, provavelmente, teriam sua
multiplicação impedida em um doce feito com suco de limão.
III- Uma solução aquosa de NaCl é um meio ótimo para o desenvolvimento
de bactérias.
IV- Os bolores têm alta taxa de crescimento em uma solução 10-5 mol.L-, de
HCl.
V- Todos os decompositores teriam alta taxa de crescimento em solução
aquosa de NaOH 10-4 mol.L-.
a) A equação de velocidade pode ser expressa por v = k [ NO2]2 e ocorre em
uma única etapa.
b) É uma reação endotérmica e sua ordem global é 2.
c) Para formar 1 mol de NO2 é necessária a liberação de 8,1 kcal para o
ambiente.
d) Quadruplicando a concentração de N2 e reduzindo a concentração de
oxigênio pela metade, a velocidade da reação não se altera.
e) Na formação de 138 g de NO2 são absorvidas 48,6 kcal do ambiente.
Assinale a alternativa que apresenta a ordem correta.
a) F, F, V, V, F
b) V, F, V, F, V
c) F, F, F, V, F
d) F, V, F, F, V
e) V, V, V, F, F
Questão 11: Seres decompositores, como fungos e bactérias podem
alimentar-se dos nutrientes que existem nos alimentos, reproduzindo-se
rapidamente, provocando a sua degradação.
Uma das maneiras de evitar ou retardar a proliferação desses
decompositores é alterar o pH natural do alimento, pela adição de
acidulantes.
Questão 12: Sobre alguns parâmetros e variáveis envolvidas na velocidade
das reações químicas, são feitas as seguintes afirmações:
I- Um catalisador age sobre uma reação química, diminuindo a variação de
entalpia da mesma.
II- A uma determinada temperatura, a velocidade da reação será maior
quanto menor for a sua energia de ativação.
III- Na cinética de uma reação química, o aumento de temperatura provoca
aumento da sua energia de ativação.
IV- Em uma reação química, o complexo ativado possui maior energia do que
os reagentes e os produtos.
A tabela a seguir, mostra a faixa de pH adequada ao crescimento de alguns
tipos de decompositores. Fonte: Livro Química, Ser protagonista, Vol. 2, 2013.
Decompositores
pH ótimo
pH máximo
pH mínimo
Bactérias
6,5 a 7,5
9,0
4,5
Leveduras (fungos
unicelulares)
Bolores (fungos
multicelulares)
4,0 a 6,5
8,0 a 9,0
1,5 a 3,5
4,5 a 7,0
8,0 a 11,0
Estão corretas:
a) Somente I e III
b) Somente II e IV
c) Somente I e IV
d) Somente I, II e III
e) Somente II, III e IV
1,5 a 3,5
Avalie as alternativas abaixo como V ou F.
I- Os tipos de decompositores mais resistentes ao meio básico são as
leveduras.
~4~
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Questão 13: No coração, o chamado nódulo sinusial controla as batidas
cardíacas por meio de impulsos elétricos. Com a idade ou doenças, o coração
pode se tornar lento, provocando cansaço, tonturas, palpitações, etc, e assim
pode ser necessária uma intervenção cirúrgica para o implante de um marcapasso. Esse tipo de aparelho contém um sistema eletrônico que gera
impulsos elétricos auxiliados por uma pilha de iodo-lítio, como mostra o
esquema ao lado.
Considere os dados de semirreações e seus
potenciais de redução para as espécies contidas
na pilha do marca-passo:
a) A reação direta catalisada ou não, apresenta o mesmo valor de ΔH.
b) A energia de ativação da reação direta não catalisada tem valor de + 40 kJ.
c) A reação inversa com catálise tem energia de ativação igual a + 45 kJ.
d) A reação direta é exotérmica e a inversa é endotérmica.
e) A reação inversa sem catálise ocorre com absorção de 60 kJ.
I2(s) + 2 e–  2 I–
E° = + 0,54 V
Li+(aq) + 1 e–  Li(s) E° = – 3,05 V
Questão 15: Três soluções aquosas foram preparadas e identificadas
conforme a imagem a seguir:
Referente a todas as informações fornecidas
na questão, considere as afirmações:
I – Nessa pilha de iodo-lítio ocorre reação de oxirredução espontânea.
II – O iodo apresenta menor potencial de redução que o lítio.
III – Na pilha do marca-passo cardíaco, o eletrodo de lítio é o cátodo.
IV – Essa pilha de iodo-lítio gera uma tensão superior a 3,0 volts.
É (são) correto(s):
a) apenas I.
b) apenas III.
c) apenas I e IV.
d) apenas I, III e IV.
e) todos (I, II, III e IV).
Considerando os efeitos coligativos verificados pela dissolução de sólidos não
voláteis em água e que formaram as soluções acima, marque a alternativa
correta:
Questão 14: Certa reação química genérica foi estudada, sob o ponto de
vista energético, na presença e ausência de catalisador. Sabendo que esse
catalisador aumenta a velocidade da reação e analisando os dados do
gráfico, marque a alternativa que contém uma afirmação INCORRETA:
a) A solução (A) ferve com maior temperatura de ebulição que a solução (B).
b) A solução (C) congela com menor temperatura que (B).
c) A solução (A) tem efeito ebulioscópico mais acentuado que (C).
d) A solução (B) apresenta o menor valor de temperatura de congelamento,
dentre as três soluções.
e) As soluções (A) e (B) apresentam igual efeito tonométrico.
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QUESTÕES ANALÍTICO-EXPOSITIVA
Ordem de prioridade de descarga:
Cátion: Ag+, Cu+2,, Fe+2, H+, metais alcalinos terrosos, metais alcalinos
Ânion: Cl-, Br-, I-, OH-, ânions oxigenados.
Questão 16: Tem-se no laboratório 4 frascos de substâncias sólidas não
identificadas. O laboratorista retirou um pouco de cada frasco e verificou seu
aspecto. O frasco 1 contém um sólido cristalino branco; o frasco 2, um sólido
pulverizado acinzentado; o frasco 3, um sólido pulverizado escuro; o frasco
4, um sólido pulverizado branco.
Como as respostas não foram conclusivas, as substâncias foram solubilizadas
em quantidade suficiente de água: somente as substâncias do frasco 1 e 4
solubilizaram. Então, testou a solubilidade em CCl4: somente a substância do
frasco 3 solubilizou.
As substâncias 1 e 4 foram tratadas com HCl: ambas reagiram, mas somente
a substância do frasco 4 liberou gás. Sabendo-se que essas substâncias
podem ser iodo, hidróxido de potássio, zinco e carbonato de sódio,
identifique-as com base nas informações obtidas, justificando sua resposta.
a) A reação catódica.
b) A reação anódica.
c) O tempo, em segundos, necessário para decomposição completa do
CuSO4.
d) A solução resultante será ácida ou básica? Explique.
Questão 19: Apesar de estar presente em diversos produtos do cotidiano,
atualmente, o etanol é mais utilizado como combustível automotivo, seja na
forma pura ou misturada à gasolina.
A forma mais simples e antiga de produção de etanol é a partir da
fermentação do açúcar, pela ação de micro-organismos específicos.
Além da fermentação, existem outros processos mais complexos. Dentre os
quais, destaca-se a hidratação do eteno, representada simplificadamente
através da reação:
C2H4 (g) + H2O (l) → C2H6O (l).
Questão 17: A queima de combustíveis fósseis que contêm enxofre como
impureza, produz a chamada chuva ácida que pode levar à formação, dentre
outros, de ácido sulfúrico.
A equação química entre ácido sulfúrico e o carbonato de cálcio, descreve o
ataque a monumentos à base de mármore, em locais onde ocorre esse tipo
de fenômeno.
Baseando-se na equação descrita acima, se uma estátua de mármore perder
75 g de massa, calcular:
Dada a tabela abaixo:
Composto
Etanol (l)
Eteno (g)
Água (l)
a) O volume, em L, de gás lançado na atmosfera, nas CNTP.
b) A massa, em g, de sal formado.
c) A quantidade de matéria de mármore perdida.
d) O número de moléculas de ácido sulfúrico consumido.
ΔH 0 combustão
(kJ/mol)
- 1368
- 1410
-----------------
ΔH 0 formação (kJ/mol)
-------------+ 52
- 284
A partir dos dados dessa tabela e da reação de obtenção de etanol
representada no texto acima, calcule:
Questão 18: Uma cuba eletrolítica contém 4 L de uma solução 0,025 mol/L
de CuSO4. Considerando que será necessária uma corrente de 20 A para
decompor totalmente o CuSO4 presente nessa solução, usando eletrodos
inertes, pede-se:
a) A variação da entalpia envolvida nessa reação.
b) A entalpia de formação, em kJ/mol, de etanol.
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Modalidade EM2
Questão 20: Baseado no gráfico abaixo que mostra o decaimento radioativo
do Cs 137, responda às questões.
a) Qual é a meia- vida do Cs-137?
b) Após quantos anos restarão apenas 6,25 g de átomos de Cs-137?
c) Calcule a quantidade de matéria de Cs-137 que restará após 90 anos.
d) Considerando o decaimento radioativo abaixo, identifique a partícula X
emitida.
137
→ 56 Ba 137 + X
55 Cs
Boa Prova!
~7~
QUESTÃO
MODALIDADE EM-2
01
C
02
D
03
B
04
C
05
E
06
E
07
E
08
D
09
A
10
D
11
A
12
B
13
C
14
E
15
D