EM-2

Olimpíada de Química do Rio Grande do Sul – 2012
Questão 02: Considere os modelos moleculares a seguir:
MODALIDADE EM-2
Nº INSCRIÇÃO: ____________
Sobre as estruturas dadas, qual a alternativa INCORRETA?
a) O composto I é um óxido do tipo anidrido, em que o enxofre tem número de
oxidação igual a +4.
b) A molécula II é um óxido molecular apolar, por isso insolúvel em água e não reativo
com a mesma.
c) O óxido III é um óxido ácido e molecular. O carbono orienta suas ligações formando
180° entre elas.
d) A molécula IV tem geometria molecular piramidal trigonal e apresenta momento de
dipolo diferente de zero, ou seja, é uma molécula polar.
e) A molécula I tem geometria angular, a molécula II tem geometria trigonal planar,
sendo que o enxofre tem estado de oxidação diferente nos dois compostos.
PARTE 1 – TESTES DE ESCOLHA SIMPLES
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.
Questão 03: A seguir são relatadas quatro diferentes situações envolvendo reações
químicas e as substâncias envolvidas nelas. Verifique se há algum erro nelas.
I
Questão 01: Analise a figura abaixo para responder a questão:
II
III
IV
A alternativa correta é:
Ao misturarmos uma solução aquosa de nitrato de chumbo II com uma
solução aquosa de iodeto de potássio ocorre uma reação química de
dupla troca, do tipo precipitação. O precipitado amarelo é de PbI2.
A reação Fe(s) + 2 HCℓ(aq)
FeCℓ2(aq) + H2(g) pode ser classificada
como uma reação de simples troca do tipo oxidação-redução, já que há
modificação no estado de oxidação do ferro e do hidrogênio durante o
processo.
A reação C2H6(g) + O2(g)
CO2(g) + H2O(ℓ) é uma combustão em que
os menores coeficientes inteiros que equilibram a equação somam 19.
A equação 2 NaHCO3(s) + H2SO4(aq)
Na2SO4(aq) + CO2(g) + H2O(ℓ)
representa uma reação química de neutralização entre um ácido forte e
um sal com caráter básico em meio aquoso. A reação se processa com
desprendimento de gás.
São corretas:
a) O líquido mais denso é o óleo.
b) Adicionando a água, o álcool e o óleo, nesta ordem, o sistema formado terá 3
fases.
c) Adicionando a água, o óleo e o álcool, nesta ordem, o sistema será trifásico, sendo
o álcool a fase superior.
d) Ao dobrar o volume de água, a sua densidade irá dobrar também.
3
3
e) 10 cm de óleo terá uma massa maior do que a massa de 15 cm de álcool.
a) Apenas I, II.
b) Apenas I e III.
c) Apenas II e III.
d) Apenas I, II e IV.
e) Todas.
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Questão 04: Átomos e íons são entidades químicas tão pequenas que é impossível
visualizá-los individualmente, mesmo utilizando os mais potentes microscópicos
modernos. A Química se utiliza de modelos para a representação das entidades que
formam a matéria.
Questão 06: Bohr trouxe grandes contribuições ao modelo atômico de Rutherford.
Uma delas é relativa ao salto quântico, onde um elétron pode mover–se para um nível
de energia mais afastado do núcleo do mesmo átomo. Considerando as afirmativas
abaixo, relacionadas com o modelo Rutherford-Bohr:
I. O elétron possui energia constante e gira em órbita circular ao redor do núcleo.
II. A eletrosfera é constituída por níveis e subníveis de energia distintas. Quanto mais
próximo ao núcleo, maior é a energia do nível e do elétron deste nível.
III. O elétron pode passar para um nível mais afastado do núcleo, mas para isso ele
emite radiação eletromagnética.
IV. O elétron excitado ao voltar para o nível de origem, emite energia na forma de
ondas eletromagnéticas.
V. Os níveis mais afastados do núcleo possuem maior energia.
Considerando as informações dadas, julgue se as afirmações abaixo são verdadeiras
(V) ou falsas (F):
(
) O raio atômico do sódio é maior que o do cloro, porém o texto afirma que o raio
+
iônico do sódio é menor que o do cloro. Isso ocorre porque o íon Na tem raio menor
0
–
0
que seu átomo original (Na ) e o íon Cℓ tem raio maior que seu átomo original (Cℓ ).
+
–
(
) Tanto o íon sódio, Na , quanto o íon cloreto, Cℓ , são íons isoeletrônicos da
espécie neutra neônio, 10Ne.
(
) Em um cristal de cloreto de sódio, os íons são mantidos na estrutura por atração
de natureza eletrostática.
A alternativa que apresenta todas as afirmações verdadeiras é:
a) I, II e III
b) I, IV e V
c) II e V
d) II e III
e) I e III
A correta sequência de cima para baixo está na alternativa:
Questão 07: Em cinco frascos de 250 mL providos de rolha e numerados de I a V,
são colocados 100 mL de tetracloreto de carbono (μ r = 0), 100 mL de água e 2 g da
substância indicada a seguir.
I. Iodo.
II. Cloreto de sódio.
III. Benzeno (μr = 0).
IV. Açúcar.
V. Cloreto de prata.
a) F – F – V
b) F – V – F
c) V – F – V
d) V – F – F
e) V – V – V
Questão 05: No ano de 1914, Ernest Rutherford percebeu que, deixando o nitrogênio
na presença de um alfa-emissor, ele se transformava em um novo elemento químico:
4
2α
+
14
7N

?X
?
+
Estas misturas, agora com três componentes, são agitadas. Uma vez
estabelecido o equilíbrio, é FALSO afirmar que:
1
1p
a) Em I a maior parte do iodo estará dissolvida na fase orgânica.
b) Em II praticamente todo cloreto de sódio estará dissolvido na fase aquosa.
c) Em III praticamente todo o benzeno estará dissolvido no tetracloreto de carbono.
d) Em IV praticamente todo o açúcar estará dissolvido na fase orgânica.
e) Em V praticamente todo o cloreto de prata estará na forma de uma terceira fase
sólida.
Esse é um exemplo de transmutação nuclear. O novo elemento X é:
a) o isótopo 18 do flúor.
b) o isótopo 18 do nitrogênio.
c) o isótopo 17 do oxigênio.
d) o isótopo 14 do carbono.
e) o isótopo 10 do boro.
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®
Questão 08: A amônia é uma substância química que é utilizada na fabricação de
fertilizantes, usada em processos de refrigeração, na obtenção do ácido nítrico e
também em muitos produtos de limpeza. O dióxido de enxofre é utilizado como
conservante de vinhos, cervejas e alimentos; como agente refrigerante e como
agente desinfetante. O SO2 é um gás tóxico e corrosivo, e é um dos contribuintes para
a formação da chuva ácida. Considere as afirmativas sobre os compostos gasosos
NH3 e SO2.
Questão 10: Em setembro do ano passado, um lote do tradicional Toddynho causou
mal-estar em consumidores (ardência na boca e esôfago) das cidades de Canoas,
São Leopoldo e Porto Alegre.
Laudos técnicos apontaram um pH = 13, índice que se
aproxima ao de materiais como água sanitária e soda
cáustica. A empresa, em comunicado oficial, assume que o
problema ocorreu apenas com um dos lotes, que foi
imediatamente recolhido. A empresa mantém novos lotes do
produto em circulação, em perfeitas condições de consumo.
I. Ambos são substâncias compostas pertencentes a mesma função química.
II. A fenolftaleína torna-se rósea na presença de solução de amônia e permanece
incolor na presença de solução de SO2.
III. O SO2 é um óxido com características ácidas e a amônia é um hidreto que, quando
dissolvido na água forma uma solução (mistura homogênea) com características
alcalinas.
IV. A amônia e o SO2 possuem um par de elétrons não ligantes.
V. A amônia e o SO2 são substâncias apolares.
Adaptado de: www1.folha.uol.com.br, http://zerohora.clicrbs.com.br e www.toddynho.com.br
Sobre as informações acima, são dadas as afirmações:
–
–7
I. A amostra do alimento abordado apresenta [OH ] 10 mol/L.
II. A amostra do alimento abordado apresenta pOH = 1 e baixíssima concentração de
+
+
–13
íons H , sendo [H ] = 10 mol/L.
III. Uma amostra de 10 mL do alimento abordado poderia ser totalmente neutralizado
por 2 mL de solução aquosa de HCℓ 0,5 mol/L.
A(s) afirmativa(s) correta(s) é (são):
a) apenas I, II, III
b) apenas II, III e IV
c) apenas II, III e V
d) apenas I, II, III, V
e) apenas II, III, IV e V
São corretas:
Questão 09: O HNO2, em solução aquosa, comporta-se como um ácido, segundo a
+
seguinte equação: HNO2 + H2O ↔ NO2 + H3O
a) Apenas I.
b) Apenas III.
c) Apenas I e II.
d) Apenas I e III.
e) I, II e III.
Esse ácido foi tratado, separadamente, com as soluções abaixo:
Questão 11: O hipoclorito de sódio pode ser obtido através da seguinte reação:
I- HCl
II- KOH
III- NH3
IV- NaNO2
Cℓ2(g) + 2 NaOH(aq)  NaCℓ(aq) + NaOCℓ(aq) + H2O(ℓ)
Considerando a existência de cloro gasoso em excesso, qual o volume de uma
solução de NaOH de concentração 2 mol/L necessário para produzir hipoclorito em
quantidade suficiente para preparar 2 L de uma solução 0,5 mol/L de NaOCℓ?
Quais dessas soluções provocam a diminuição do grau de ionização (α) do ácido
nitroso?
a) 1,0 L
b) 2,0 L
c) 3,0 L
d) 4,0 L
e) 5,0 L
a) Apenas I
b) Apenas IV
c) Apenas II e III
d) Apenas I e IV
e) I, II, III e IV.
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Questão 12:O enxofre apresenta-se, em condições ambientes, como um sólido sob
duas formas alotrópicas. A diferença entre esses alótropos não é a atomicidade como
em O2 e O3 e sim em sua estrutura cristalina, como na figura.
Questão 15: Povos indígenas amazônicos há muito fazem uso da casca da
Quina(Coutarea hexandra) para extrair quinina, princípio ativo no tratamento da
malária. Antigos relatos chineses também fazem menção a uma substância, a
artemisina, encontrada no arbusto Losna (Artemisiaabsinthium), que também está
relacionada ao tratamento da malária.
Em estudos sobre a cinética de degradação da quinina por ácido, foram verificadas as
seguintes velocidades em unidades arbitrárias:
O aquecimento de 1,6 g da primeira forma alotrópica, acima, leva à transformação
-2
completa para a segunda forma com envolvimento de 2,0 x 10 kJ de energia, o que
dá indícios de qual é a forma mais estável para o enxofre.
-1
Quinina (mol. L )
-4
1,0 x 10
-4
1,0 x 10
-4
0,5 x 10
-4
2,0 x 10
Baseado nos dados acima, julgue se as afirmações são verdadeiras (V) ou falsas (F):
(
) A forma monoclínica do enxofre é a mais estável.
(
) A transformação S(m)
S(r) é exotérmica, com ∆H= – 0,4 kJ/mol.
(
) A entalpia padrão de formação (∆Hf°) do enxofre para a primeira forma, na
figura, é zero e para a segunda forma é diferente de zero.
-1
Ácido (mol. L )
-3
5,0 x 10
-2
1,0 x 10
-2
1,0 x 10
-3
2,5 x 10
Velocidade inicial
-3
2,4 x 10
-3
9,6 x 10
-3
4,8 x 10
-3
1,2 x 10
A partir desses dados, pode-se concluir que a lei de velocidade assume a forma:
2
a) v = k [quinina] [ácido]
2
b) v = k [quinina] [ácido]
2
c) v = k [quinina ]
2
2
d) v = k [quinina ] [ ácido ]
e) v = k [ácido] [quinina ]
É correta a sequência de cima para baixo:
a) F – F – V
b) F – V – V
c) F – F – F
d) V – V – V
e) V – F – F
Questão 13: Misturam-se volumes iguais de duas soluções A e B de NaOH 1 mol/L e
3 moL/L, respectivamente, resultando em uma solução C. Adicionando-se 500 mL de
água à solução C, obtém-se a solução D.
QUESTÕES ANALÍTICO-EXPOSITIVA
Sobre essas soluções, pode-se afirmar que:
a) A e B apresentam a mesma quantidade de soluto.
b) a concentração de C é de 2 mol/L e a de D é maior que 2 mol/L.
c) B e D têm concentrações iguais.
d) C e D apresentam quantidades diferentes de soluto.
e) a concentração de C é de 2 mol/L e a de D é menor do que 2 mol/L.
Questão 16: O cloreto de hidrogênio é um gás tóxico, que pode ser fabricado por
meio da reação entre os gases hidrogênio e cloro. Quando dissolvido em água,
recebe o nome de ácido clorídrico. Soluções aquosas de cloreto de hidrogênio,
razoavelmente impuras, são vendidas comercialmente com o nome de ácido muriático
e são frequentemente usadas para limpeza de pisos e paredes. Soluções de ácido
muriático podem ser neutralizadas por cal hidratada ou por soda cáustica.
Questão 14: Nas condições padrão, a reação espontânea que ocorre numa célula
eletroquímica é: Fe(s) + CuSO4(aq) → FeSO4 (aq) + Cu(s)
Esta reação mostra que:
a) o CuSO4 é o agente redutor.
b) o metal cobre é reduzido.
c) o metal ferro é oxidado.
+2
d) o eletrodo Fe(s)/Fe (aq) é o cátodo da célula.
+2
e) o eletrodo Cu (aq)/Cu(s) é o ânodo da célula.
Baseado no texto acima, faça as reações:
a) De obtenção do cloreto de hidrogênio.
b) Da dissolução do cloreto de hidrogênio em água.
c) Das duas reações de neutralização do ácido muriático.
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Questão 17: A calcinação é um processo pirometalúrgico que pode ser processado
no interior de uma mufla, que é um forno que alcança elevadas temperaturas,
geralmente superiores a 500 °C. A calcinação do carbonato de cálcio leva à formação
do óxido desse metal e um gás. Considere o esquema experimental a seguir:
Questão 20: A cinética de reações químicas é muitas vezes, modificada por diversos
fatores, naturais ou não. Abaixo estão casos diferentes de reações. Cite o nome do
fator que é levado em consideração para alterar a cinética dos processos.
A enzima catalase acelera a decomposição
da água oxigenada.
(a)
Uma placa de zinco sofre oxidação mais
lentamente que uma amostra de zinco
finamente dividido.
(b)
Um incêndio é de mais difícil controle em um
dia de muito vento.
(c)
b) Qual a massa, em gramas, do produto sólido obtido ao final da calcinação? Deixe
representado o raciocínio (regra de três) que o levou à resposta.
Os gases “X” e “Y” reagem mais rápido que
os líquidos “X” e “Y”.
(d)
c) O sólido obtido na calcinação foi dissolvido em água e uma reação química ocorreu.
Qual a quantidade de matéria (mol) de produto obtido nessa reação? Deixe
representado o raciocínio (regra de três) que o levou à resposta.
Os reagentes gasosos A e B reagem mais
rapidamente quando submetidos a 100 atm,
que quando submetidos a 20 atm.
(e)
Considerando que ambas as reações ocorreram com 100% de rendimento:
a) Escreva as duas equações químicas referentes às reações descritas no esquema.
Para cada substância nas equações, coloque entre parênteses o estado de agregação
das mesmas – (s), (ℓ), (g) ou (aq).
Questão 18: Um recipiente fechado contém o sistema gasoso, representado pela
equação: 2 SO2(g) + O2(g) ↔ 2 SO3(g)
a) Calcular o valor da constante de equilíbrio, em termos de concentrações (Kc), com
a sua respectiva unidade, considerando que 4 mol/L de SO2 reagem com 2 mol/L de
O2, obtendo-se, no equilíbrio, 2 mol/L de SO3.
b) Calcular o valor da constante de equilíbrio, em termos de pressões parciais (Kp),
com a sua respectiva unidade, considerando o recipiente sob pressão de 3 atm, cuja
composição no equilíbrio é de 0,8 mol de SO2, 0,4 mol de O2 e 0,8 mol de SO3.
Questão 19: Um aluno misturou 40 mL de uma solução de concentração X de NaOH,
com 20 mL de uma outra solução 2 M da mesma base, em um balão volumétrico de
100 mL de capacidade.
Em seguida, completou o volume do balão com água destilada.
Na total neutralização de 20 mL da solução obtida, foram consumidos 10 mL de
solução de HCl 2 M.
Calcular o valor de X:
Boa Sorte!
a) em mol/L.
b) em g/L.
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Modalidade EM-2
MODALIDADE EM-2
Questão
Resposta
01
C
02
B
03
E
04
C
05
C
06
B
07
D
08
B
09
D
10
E
11
A
12
B
13
E
14
C
15
A
~6~