Leia atentamente as instruções abaixo

  1. Aguarde a autorização do fiscal para abrir o caderno de questões e iniciar a prova.
  2. Verifique se seu nome e seu número de inscrição estão corretos.
  3. Duração da prova : 3 horas.
  4. A prova deve ser feita com caneta azul ou preta.
  5. A solução de cada questão deve ser feita nos espaços correspondentes.
  6. Este caderno de prova contém páginas destinadas a rascunho. O que estiver escrito nessas páginas NÃO será considerado na correção da prova.
  7. Verifique se este caderno de prova contém 10 (dez) questões e se a impressão está legível.
  8. NÃO escreva no verso desta folha.

BOA PROVA ! Ciente dessas informações, assino o canhoto abaixo.

Ordem Inscrição Prova Escola/Sala/Fila/Lugar

Nome do Candidato

QUÍMICA

Química

Q.01 Q.02 0 1 2
Q.03 Q.04 0 1 2
Q.05 Q.06 0 1 2
Q.07 Q.08 0 1 2
Q.09 Q.10 0 1 2

FUVEST 2008

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34

34

34

34

Química

Assinatura do Candidato

O

ESCREVA NESTA FOLHA

ATENÇÃO

ESTE CADERNO CONTÉM 10 (DEZ) QUESTÕES E RESPECTIVOS ESPAÇOS PARA RESPOSTAS. DURAÇÃO DA PROVA: 3 (TRÊS) HORAS.

VERIFIQUE SE HÁ, NO ESPAÇO DESTINADO À RESPOSTA DA QUESTÃO 03, UMA TABELA E UMA GRADE PARA GRÁFICO. SE FALTAR, PEÇA AO FISCAL A SUBSTITUIÇÃO DA FOLHA CORRESPONDENTE.

x A correção de cada questão será restrita somente ao que estiver registrado no espaço correspondente,

na página de respostas, à direita.

x É indispensável indicar a resolução das questões, não sendo suficiente apenas escrever as respostas.

x Há espaço para rascunho, tanto no início quanto no final deste caderno.

Devido à toxicidade do mercúrio, em caso de derramamento desse metal, costuma-se espalhar enxofre no local para removê-lo. Mercúrio e enxofre reagem, gradativamente, formando sulfeto de mercúrio. Para fins de estudo, a reação pode ocorrer mais rapidamente, se as duas substâncias forem misturadas num almofariz. Usando esse procedimento, foram feitos dois experimentos. No primeiro, 5,0 g de mercúrio e 1,0 g de enxofre reagiram, formando 5,8 g do produto, sobrando 0,2 g de enxofre. No segundo experimento, 12,0 g de mercúrio e 1,6 g de enxofre forneceram 11,6 g do produto, restando 2,0 g de mercúrio.

a) Mostre que os dois experimentos estão de acordo com a lei da conservação da massa (Lavoisier) e a lei das proporções definidas (Proust).

b) Existem compostos de Hg (I) e de Hg (II). Considerando os valores das massas molares e das massas

envolvidas nos dois experimentos citados, verifique se a fórmula do composto formado, em ambos os casos,

é HgS ou Hg2S. Mostre os cálculos.

Dados: massas molares: mercúrio (Hg) ........ 200 (g mol-1) enxofre (S) ............ 32

Um dos métodos industriais de obtenção de zinco, a partir da blenda de zinco, ZnS, envolve quatro etapas em seqüência:

I) Aquecimento do minério com oxigênio (do ar atmosférico), resultando na formação de óxido de zinco e dióxido de enxofre.

II) Tratamento, com carvão, a alta temperatura, do óxido de zinco, resultando na formação de zinco e monóxido de carbono.

III) Resfriamento do zinco formado, que é recolhido no estado líquido.

IV) Purificação do zinco por destilação fracionada. Ao final da destilação, o zinco líquido é despejado em moldes, nos quais se solidifica.

a) Represente, por meio de equação química balanceada, a primeira etapa do processo.

b) Indique o elemento que sofreu oxidação e o elemento que sofreu redução, na segunda etapa do processo. Justifique.

c) Indique, para cada mudança de estado físico que ocorre na etapa IV, se ela é exotérmica ou endotérmica.

ORDEM ____−__−PROVADE QUÍMICA−PÁGINA 5/16, QUESTÕES1E2

LEIA ATENTAMENTE AS INSTRUÇÕES ANTES DE RESPONDER AS QUESTÕES

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Em um exame, para o preenchimento de uma vaga de químico, as seguintes fórmulas estruturais foram apresentadas ao candidato:

A seguir, o examinador pediu ao candidato que determinasse, experimentalmente, o calor liberado ao fazer-se a mistura de volumes definidos de duas soluções aquosas, de mesma concentração, uma de hidróxido de sódio e outra de um dos três ácidos carboxílicos apresentados, sem revelar qual deles havia sido escolhido. Foi informado ao candidato que, quando o ácido e a base reagem na proporção estequiométrica, o calor liberado é máximo. Os resultados obtidos foram os seguintes:

Volume da solução de base/mL 0 15 30 35 40 45 50
Volume da solução de ácido/mL 50 35 20 15 10 5 0
Calor liberado/J 0 700 1400 1500 1000 500 0

Diante dos resultados obtidos, o examinador pediu ao candidato que determinasse qual dos ácidos havia sido utilizado no experimento. Para responder, o candidato construiu uma tabela e um gráfico do calor liberado versus xbase, definido como:

onde: n = quantidade de ácido ou de base (em mol)

Vn

base base

xbase , equivalente a xbase V = volume da solução de ácido ou de base

V Vn  n

base ácido base ácido

(em mL)

a) Reproduza, na página ao lado, a tabela e o gráfico que devem ter sido obtidos pelo candidato. Pelos pontos do gráfico, podem ser traçadas duas retas, cujo cruzamento corresponde ao máximo calor liberado.

b) Determine o valor de xbase que corresponde ao ponto de cruzamento das retas em seu gráfico.

c) Qual foi o ácido escolhido pelo examinador? Explique.

d) Indique qual é o reagente limitante para o experimento em que o calor liberado foi 1400 J e para aquele em que o calor liberado foi 1500 J. Explique.

Foram misturados 2,00 L de um alcano de m átomos de carbono por molécula e 2,00 L de outro alcano de n átomos de carbono por molécula, ambos gasosos. Esses alcanos podem ser quaisquer dois dentre os seguintes: metano, etano, propano ou butano. Na combustão completa dessa mistura gasosa, foram consumidos 23,00 L de oxigênio. Todos os volumes foram medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura.

a) Escreva a equação da combustão completa de um alcano de n átomos de carbono por molécula.

Para identificar os dois alcanos que foram misturados, conforme indicado acima, é preciso considerar a lei de Avogadro, que relaciona o volume de um gás com seu número de moléculas.

b) Escreva o enunciado dessa lei.

c) Identifique os dois alcanos. Explique como chegou a essa conclusão.

ORDEM ____−__−PROVADE QUÍMICA−PÁGINA 7/16, QUESTÕES3E4

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Mesmo em regiões não poluídas, a água da chuva não apresenta pH igual a 7, devido ao CO2 atmosférico, que nela se dissolve, estabelecendo-se os equilíbrios

No equilíbrio 1, o valor da concentração de CO2 dissolvido na água, [CO2(aq)], é obtido pela lei de Henry, que fornece a solubilidade do CO2 na água, em função da pressão parcial desse gás, P , no ar:

CO2

[CO2(aq)] k ˜ P , onde k = 3,5 x 10 –2 mol L-1 atm-1, a 25 oC .

CO2

O valor da constante do equilíbrio 2, a 25 oC, é 4,4 x 10-7 mol L-1.

a) Atualmente, a concentração de CO2 na atmosfera se aproxima de 400 ppm. Calcule a pressão parcial de CO2 para um local em que a pressão do ar é 1,0 atm.

b) Escreva a expressão da constante do equilíbrio 2.

c) Calcule o pH da água da chuva (o gráfico ao lado poderá ajudar,

evitando operações como extração de raiz quadrada e de logaritmo).

Observação: ppm = partes por milhão.

A adição de HC" a alcenos ocorre em duas etapas. Na primeira delas, o íon H+, proveniente do HC", liga-se ao átomo de carbono da dupla ligação que está ligado ao menor número de outros átomos de carbono. Essa nova ligação (CH) é formada à custa de um par eletrônico da dupla ligação, sendo gerado um íon com carga positiva, chamado carbocátion, que reage imediatamente com o íon cloreto, dando origem ao produto final. A reação do 1-penteno com HC", formando o 2-cloropentano, ilustra o que foi descrito.

a) Escreva a fórmula estrutural do carbocátion que, reagindo com o íon cloreto, dá origem ao seguinte haleto de alquila:

b) Escreva a fórmula estrutural de três alcenos que não sejam isômeros cis-trans entre si e que, reagindo com HC", podem dar origem ao haleto de alquila do item anterior.

c) Escreva a fórmula estrutural do alceno do item b que não apresenta isomeria cis-trans. Justifique.

ORDEM ____−__−PROVADE QUÍMICA−PÁGINA 9/16, QUESTÕES5E6

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Um químico, pensando sobre quais produtos poderiam ser gerados pela desidratação do ácido 5–hidróxi– pentanóico,

imaginou que

a) a desidratação intermolecular desse composto poderia gerar um éter ou um éster, ambos de cadeia aberta. Escreva as fórmulas estruturais desses dois compostos.

b) a desidratação intramolecular desse composto poderia gerar um éster cíclico ou um ácido com cadeia carbônica insaturada. Escreva as fórmulas estruturais desses dois compostos.

Q.08

A celulose é um polímero natural, constituído de alguns milhares de unidades de glicose. Um segmento desse polímero é representado por

Produz-se o acetato de celulose, usado na fabricação de fibras têxteis, fazendo-se reagir a celulose com anidrido acético. Um exemplo de reação de triacetilação é:

a) Escreva a unidade monomérica da celulose após ter sido triacetilada, isto é, após seus três grupos hidroxila terem reagido com anidrido acético. Represente explicitamente todos os átomos de hidrogênio que devem estar presentes nessa unidade monomérica triacetilada.

b) Calcule a massa de anidrido acético necessária para triacetilar 972 g de celulose.

c) Calcule o número de unidades monoméricas, presentes na cadeia polimérica de certa amostra de celulose cuja massa molar média é 4,86 x 105 g mol-1.

Dados: massas molares anidrido acético .................................... 102 (g mol-1) unidade monomérica da celulose ......... 162

ORDEM ____−__−PROVADE QUÍMICA−PÁGINA 11/16, QUESTÕES7E8

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Existem soluções aquosas de sais e glicose, vendidas em farmácias, destinadas ao tratamento da desidratação que ocorre em pessoas que perderam muito líquido. Uma dessas soluções tem a seguinte composição:

Substância Concentração mol / 500 mL de solução
Cloreto de sódio 1,8 x 10-2
Citrato de potássio monoidratado 3,3 x 10-3
Citrato de sódio diidratado 1,7 x 10-3
Glicose 6,3 x 10-2

a) Calcule a concentração, em mol L-1, dos íons sódio e dos íons citrato, nessa solução.

b) Tal solução aquosa apresenta atividade óptica. Qual das espécies químicas presentes é responsável por essa propriedade? Justifique.

Foi montada uma pilha em que o pólo positivo era constituído por um bastão de paládio, mergulhado numa solução de cloreto de paládio e o pólo negativo, por um bastão de níquel, mergulhado numa solução de sulfato de níquel. As semi-reações que representam os eletrodos são:

a) Escreva a equação que representa a reação química que ocorre quando a pilha está funcionando (sentido espontâneo).

b) O que acontece com as concentrações de Pd2+ e Ni2+ durante o funcionamento da pilha? Explique.

c) Os dados da tabela abaixo sugerem que o princípio de Le Châtelier se aplica à reação química que acontece nessa pilha. Explique por quê.

Experimento A [Pd2+] / mol L-11,00 [Ni2+] / mol L-1 0,100 E / V 1,27
B 1,00 1,00 1,24
C 0,100 1,00 1,21

E = diferença de potencial elétrico

ORDEM ____−__−PROVADE QUÍMICA−PÁGINA 13/16, QUESTÕES9E10

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