ESPCEX 2016 Química - Questões

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O cobre metálico pode ser oxidado por ácido nítrico diluído, produzindo água, monóxido de nitrogênio e um sal (composto iônico). A reação pode ser representada pela seguinte equação química (não balanceada):

$$\ce{Cu (s) + HNO3 -> H2O (I) + NO (g) + Cu (NO3)2(aq)}$$

A soma dos coeficientes estequiométricos (menores números inteiros) da equação balanceada, o agente redutor da reação e o nome do composto iônico formado são, respecti


O $\ce {propan-2-ol}$ (álcool isopropílico), cuja fórmula é $\ce{C3H8O}$, é vendido comercialmente como álcool de massagem ou de limpeza de telas e de monitores. Considerando uma reação de combustão completa com rendimento de 100% e os dados de entalpias padrão de formação $(\Delta H^\circ_{f})$ das espécies participantes desse processo e da densidade do álcool, a quantidade de energia liberada na combustão completa de $\pu{10,0 L}$ desse álcool será de

Dados:

Entalpia de Formação $(\Delta H^\circ_{f})$

$\ce{(H2O)} (v) = \pu{-242 kJ/mol}$

$\ce{(CO2)} (g) = \pu{-394 kJ/mol}$

$\ce{(C3H8O)} (g) = \pu{-163 kJ/mol}$

Massa Atômica $\pu {(u)}$

$\ce {C}=12$

$\ce {H}=1$

$\ce {O}=16$

Densidade do Álcool $\pu {(g/ml)}$

$\pu{d}=0,78$

$\pu{d}=0,78$

$\pu{d}=0,78$


Em análises quantitativas, por meio do conhecimento da concentração de uma das espécies, pode-se determinar a concentração e, por conseguinte, a massa de outra espécie. Um exemplo, é o uso do nitrato de prata $\ce{(AgNO3)}$ nos ensaios de determinação do teor de íons cloreto, em análises de água mineral. Nesse processo ocorre uma reação entre os íons prata e os íons cloreto, com consequente precipitação de cloreto de prata $\ce{(AgCl)}$ e de outras espécies que podem ser quantificadas. Analogamente, sais que contêm íons cloreto, como o cloreto de sódio $\ce{(NaCl)}$, podem ser usados na determinação quantitativa de íons prata em soluções de $\ce{(AgNO3)}$ , conforme descreve a equação:$$\ce{AgNO3 + NaCl -> AgCl + NaNO3}$$

Para reagir estequiometricamente, precipitando na forma de $\ce{(AgCl)}$, todos os íons prata presentes em $\pu{20,0 mL}$ de solução $\pu{0,1 mol·L-1}$ de $\ce{(AgNO3)}$ (completamente dissociado), a massa necessária de cloreto de sódio será de:

Massas atômicas: $\ce {Na} = \pu{23 u}$; $\ce {Cl} = \pu{35,5 u}$; $\ce {Ag} = \pu{108 u}$; $\ce {N} = \pu{14 u}$; $\ce {O} = \pu{16u}$

Munições traçantes são aquelas que possuem um projétil especial, contendo uma carga pirotécnica em sua retaguarda. Essa carga pirotécnica, após o tiro, é ignificada, gerando um traço de luz colorido, permitindo a visualização de tiros noturnos a olho nu. Essa carga pirotécnica é uma mistura química que pode possuir, dentre vários ingredientes, sais cujos íons emitem radiação de cor característica associada ao traço luminoso.

Um tipo de munição traçante usada por um exército possui na sua composição química uma determinada substância, cuja espécie química ocasiona um traço de cor correspondente bastante característico. Com relação à espécie química componente da munição desse exército sabe-se:

I) A representação do elemento químico do átomo da espécie responsável pela coloração pertence à família dos metais alcalinos-terrosos da tabela periódica.

II) O átomo da espécie responsável pela coloração do traço possui massa de $\pu {137 u}$ e número de nêutrons $81$.

Sabe-se também que uma das espécies apresentadas na tabela do item III (que mostra a relação de cor emitida característica conforme a espécie química e sua distribuição eletrônica) é a responsável pela cor do traço da munição desse exército.

III) Tabela com espécies químicas, suas distribuições eletrônicas e colorações características

Sal

Espécie Química

Distribuição eletrônica da espécie química no estado fundamental

Coloração Característica

Cloreto de Cálcio

Cálcio

$1s^{2}\ 2s^{2}\ 2p^{6}\ 3s^{2}\ 3p^{6}\ 4s^{2}$

vermelha-alaranjada

Cloreto de Bário

Bário

$1s^{2}\ 2s^{2}\ 2p^{6}\ 3s^{2}\ 3p^{6}\ 4s^{2}\ 3d^{10}\ 4p^{6}\ 5s^{2}\ 4d^{10}\ 5p^{6}\ 6s^{2}$

verde

Nitrato de Estrôncio

Estrôncio

$1s^{2}\ 2s^{2}\ 2p^{6}\ 3s^{2}\ 3p^{6}\ 4s^{2}\ 3d^{10}\ 4p^{6}\ 5s^{2}$

vermelha

Cloreto de Cobre (II)

Cobre

$1s^{2}\ 2s^{2}\ 2p^{6}\ 3s^{2}\ 3p^{6}\ 4s^{1}\ 3d^{10}$

azul

Nitrato de Magnésio

Magnésio

$1s^{2}\ 2s^{2}\ 2p^{6}\ 3s^{2}$

branca

Considerando os dados contidos, nos itens I e II, atrelados às informações da tabela do item III, a munição traçante, descrita acima, empregada por esse exército possui traço de coloração


No ano de 2014, os alunos da EsPCEx realizaram um experimento de eletrólise durante uma aula prática no Laboratório de Química. Nesse experimento, foi montado um banho eletrolítico, cujo objetivo era o depósito de cobre metálico sobre um clipe de papel, usando no banho eletrolítico uma solução aquosa $\pu{1 mol·L-1}$ de sulfato de cobre $\text I\text I$. Nesse sistema de eletrólise, por meio de uma fonte externa, foi aplicada uma corrente constante de $\pu{100 mA}$, durante $5$ minutos. Após esse tempo, a massa aproximada de cobre depositada sobre a superfície do clipe foi de:

massa molar $\ce{Cu} = \pu{64 g/mol}$; $1\ Faraday = \pu{96500 C}$

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