UERJ 2017 Química - Questões

Na premiação das Olimpíadas, o primeiro, o segundo e o terceiro colocados em cada competição recebem, respectivamente, medalha de ouro $\left(Au\right)$, de prata $\left(Ag\right)$ e de bronze. Sabe-se que o bronze é uma liga metálica formada, entre outros elementos químicos, por cobre $\left(Cu\right)$ e estanho $\left(Sn\right)$.

Considerando os metais citados, escreva o símbolo daquele que possui maior massa atômica e o nome daquele que pertence ao grupo 14 da tabela de classificação periódica.

Em seguida, apresente duas fórmulas: a do cátion divalente do metal de menor raio atômico do grupo 11 da tabela de classificação periódica e a do cloreto composto pelo metal correspondente à medalha da segunda colocação.

Para realização de movimentos de ginástica olímpica, os atletas passam um pó branco nas mãos, constituído principalmente por carbonato de magnésio. Em relação a esse composto, apresente sua fórmula química, sua função química inorgânica e o número de oxidação do magnésio. Nomeie, também, a ligação interatômica que ocorre entre o carbono e o oxigênio.

O $m$-cloronitrobenzeno é utilizado como matéria-prima para fabricação de antioxidantes na produção de borrachas. Em laboratório, esse composto pode ser sintetizado a partir do benzeno através de uma sequência de duas reações químicas.

Utilizando as fórmulas estruturais, apresente a sequência de reações envolvidas na obtenção do $m$-cloronitrobenzeno. Apresente, também, as fórmulas estruturais dos isômeros planos de posição desse composto.

Um inconveniente no processo de extração de petróleo é a precipitação de sulfato de bário $\left(BaSO_4\right)$ nas tubulações. Essa precipitação se deve à baixa solubilidade desse sal, cuja constante do produto de solubilidade é ${10}^{-10}\ mol^2\cdot L^{-2}$, a $25\ \mathtt{\ ^\circ\!{C}}$.

Admita um experimento no qual foi obtido sulfato de bário a partir da reação entre cloreto de bário e ácido sulfúrico.

Apresente a equação química completa e balanceada da obtenção do sulfato de bário no experimento e calcule a solubilidade desse sal, em $mol\cdot L^{-1}$, em uma solução saturada, a $25\ \mathtt{ ^\circ {C}}$.

A sequência de equações termoquímicas abaixo representa o processo pioneiro de obtenção de alumínio metálico a partir do seu óxido $\left(A{\ell }_2O_3\right)$.

$$A{\ell }_2O_{3\ \ \left(s\right)}+6HC{\ell }_{\ \ \left(aq\right)}\to 2A\ell C{\ell }_{3\ \ \left(aq\right)}+3H_2O_{\ \ \left(\ell \right)}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \mathrm{\Delta }H ^\circ =-460\ kJ\cdot mol^{-1}$$ $$A\ell C{\ell }_{3\ \ \left(aq\right)}+3Na_{\ \ \left(s\right)}\to 3NaC{\ell }_{\ \ \left(aq\right)}+A{\ell }_{\ \ \left(s\right)}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \mathrm{\Delta }H ^\circ =410\ kJ\cdot mol^{-1}$$

Posteriormente, foi desenvolvido outro processo de obtenção, mais barato, baseado na eletrólise ígnea do $A{\ell }_2O_3$.

Considere a obtenção de $27\ g$ de alumínio metálico pelo processo pioneiro e por meio de eletrólise, ambos com rendimento de 100%.

Calcule a quantidade de energia, em quilojoules, necessária no primeiro processo e a carga elétrica, em coulombs, consumida no segundo.