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QUÍMICA1o 22 2 Impulso Inicial Notação química e estrutura da matéria 01. a) Átomo com 6 prótons no núcleo, portanto pertence ao elemento químico car- bono, cujo símbolo é C. b) Átomo com 10 prótons no núcleo, portanto pertence ao elemento químico neônio, cujo símbolo é Ne. c) Átomo com 2 prótons no núcleo, portanto pertence ao elemento químico hélio, cujo símbolo é He. d) Átomo com 1 próton no núcleo, portanto pertence ao elemento químico hidro- gênio, cujo símbolo é H. e) Átomo com 1 próton no núcleo, portanto pertence ao elemento químico hidro- gênio, cujo símbolo é H. f) Átomo com 9 prótons no núcleo, portanto pertence ao elemento químico flúor, cujo símbolo é F. 02. a) A espécie apresenta 12 prótons e 10 elétrons. Logo, é um cátion que pode ser representado por Mg2+. b) A espécie apresenta 17 prótons e 18 elétrons. Logo, é um ânion que pode ser representado por C,-. c) A espécie apresenta 11 prótons e 11 elétrons. Logo, é um átomo que pode ser representado por Na. d) A espécie apresenta 13 prótons e 10 elétrons. Logo, é um cátion que pode ser representado por A,3+. 03. a) Um átomo de hidrogênio. b) Dois átomos de hidrogênio. c) Uma molécula de hidrogênio. d) Três moléculas de hidrogênio. e) Quatro moléculas de água. f) Um átomo de oxigênio. g) Uma molécula de ozônio. h) Duas moléculas de oxigênio. i) Um cátion cálcio. j) Três cátions potássio. 04. a) Dois átomos de hidrogênio se combinam com um átomo de oxigênio para for- mar uma molécula de água. b) Um conjunto de moléculas de água passa do estado líquido para o estado gasoso. c) Uma molécula de amônia reage com uma molécula de cloreto de hidrogênio (ácido clorídrico) para formar um cátion amônio e um ânion cloreto. d) Uma molécula de sulfato de hidrogênio (ácido sulfúrico) se ioniza para formar dois cátions hidrogênio e um ânion sulfato. e) Seis átomos de carbono, seis moléculas de hidrogênio e três moléculas de oxigênio reagem para formar uma molécula de glicose. f) Um conjunto de moléculas de sacarose passa do estado sólido para o estado líquido. QUÍMICA2o 22 2 g) Dois conjuntos de moléculas de dióxido de enxofre em estado gasoso reagem com um conjunto de moléculas de oxigênio em estado gasoso para formar dois conjuntos de moléculas de trióxido de enxofre em estado gasoso. h) Seis moléculas de dióxido de carbono reagem com seis moléculas de água para formar uma molécula de glicose e seis moléculas de oxigênio. i) Um conjunto de átomos de ferro passa do estado sólido para o estado líquido. j) Um conjunto de átomos de argônio passa do estado gasoso para o estado líquido. 05. a) Organizando em ordem crescente de complexidade, teremos: mundo macroscópico co mple xid ad e Paulo (II) cérebro (IV) tecido nervoso (VII) neurônio (III) moléculas de amiloide (V) átomos de carbono (I) prótons (VI) mundo microscópico mundo nanoscópico b) Ao observar o comportamento do indivíduo, os médicos perceberam que os episódios de perda de memória eram recorrentes. Tudo indicava que o diagnós- tico seria de doença de Alzheimer, que é caracterizada pela diminuição da ca- pacidade do cérebro de processar informações devido à morte de neurônios causada pela deposição de moléculas de amiloide no tecido nervoso. Essas espécies depositadas são ricas em átomos de carbono que apresentam 6 prótons em seus núcleos. Com o avanço da doença, Paulo apresentou seguidos episódios de esquecimen- to e sinais de demência. 06. a) 6 átomos e 3 elementos químicos. b) 9 átomos e 1 elemento químico. c) 6 átomos e 2 elementos químicos. 07. • Esquema 1: 2 elementos, 6 átomos, 1 substância. • Esquema 2: 3 elementos, 12 átomos, 1 substância. • Esquema 3: 1 elemento, 10 átomos, 2 substâncias. 08. a) Substância simples. b) Substância composta. c) Substância composta. d) Substância simples. 09. 8 átomos; 3 elementos; 1 substância composta; 4 moléculas; 2 substâncias simples. 10. a) C1O2 = CO2 b) N1H3 = NH3 c) C2H6O d) S8 e) O3 f) O2 QUÍMICA3o 22 2 Introdução à Química e às propriedades da matéria 11. Apresenta massa? Ocupa lugar no espaço? Classificação a) Fio de cobre sim sim matéria b) Som não não energia c) Lápis sim sim matéria d) Luz não não energia e) Calor não não energia f) Tijolo sim sim matéria 12. d A densidade é uma relação dada por: d V m = . Assim, dispondo da massa e do volume da amostra: d mL g 50 135 = & d = 2,7 g/mL. 13. d Sabendo que a densidade de um material é dada por d V m = , temos: 8,92 g/mL = mL m 750 m = 6 690 g Mudanças de estado físico da matéria 14. a A 25 oC e 1 atm: Pentano – líquido Fenol – sólido Clorofórmio – líquido Cloro – gasoso 15. c A 65 oC e 1 atm: Mercúrio – líquido Amônia – gasoso Benzeno – líquido Naftaleno – sólido 16. d I-sublimação; II-evaporação; III-condensação; IV-condensação. 17. c A -20 oC: Pentano – líquido Fenol – sólido 18. d A 50 oC e 1 atm: A – gasoso B – sólido C – líquido QUÍMICA4o 22 2 Fenômenos físicos e fenômenos químicos 19. a A evaporação da água de uma roupa molhada é um fenômeno físico. 20. c A única citação de um fenômeno químico (reação química) é a formação de ferrugem (Fe2O3 $ nH2O) a partir de uma peça de ferro (Fe). 21. b São fenômenos químicos: I, III, V e VI. 22. b A fusão do gelo (água no estado sólido) é um típico e comum fenômeno físico: H2O(s) H2O(,) 23. d A passagem do estado sólido para o líquido é a fusão. 24. c São transformações químicas: I, IV, V e VI. 25. c I. Químico. O escurecimento de uma lâmina metálica implica num processo de oxidação. II. Físico. Naftalina sofre sublimação (mudança de estado físico). III. Químico. Quando o leite azeda ocorre a formação de ácido láctico, entre outros. IV. Físico. O espelho fica embaçado devido à condensação do vapor d’água proveniente da respiração (mudança de estado físico). V. Químico. A putrefação da banana envolve várias reações químicas, entre elas, oxidações. Substâncias químicas 26. a) mistura b) substância pura c) mistura d) mistura e) substância pura f) mistura g) substância pura h) substância pura i) mistura j) substância pura 27. c O ar atmosférico é uma mistura de diferentes gases. 28. Sistema químico Número de componentes Número de fases Classificação (homogêneo/ heterogêneo) Classificação (substância pura/mistura) água 1 1 homogêneo substância pura água gelo 1 2 heterogêneo substância pura QUÍMICA5o 22 2 Sistema químico Número de componentes Número de fases Classificação (homogêneo/ heterogêneo) Classificação (substância pura/mistura) água e etanol 2 1 homogêneo mistura óleo água e açúcar 3 2 heterogêneo mistura 29. Material Componente(s) Número de fases Classificação (homogêneo/ heterogêneo) Classificação (substância pura/mistura) M ar ce lC le m en s/ S hu tte rs to ck 200 g de ferro ferro metálico 1 homogêneo substância pura gr es ei /S hu tte rs to ck 750 mL de vinagre ácido acético + água + outros 1 homogêneo mistura m al ia le on /S hu tte rs to ck 100 mL de água com gotas de óleo água + óleo 2 heterogêneo mistura ar atmosférico gás nitrogênio + gás oxigênio + vapor d‘água + outros gases 1 homogêneo mistura QUÍMICA6o 22 2 Materiais de laboratório 30. a) Estante para suporte de tubos de ensaio. b) Pipetas (usadas para medição e transferência de volumes de líquidos). c) Erlenmeyer (aquecimento de líquidos). d) Balão de fundo chato (aquecimento de líquidos). e) Funis de decantação ou funis de bromo (separação de líquidos imiscíveis). f) Funis de filtração (usados na filtração simples). g) Bicos de Bünsen (combustão de gás). h) Papéis-filtro (usados na filtração simples). i) Funil de Büchner (usado na filtração a vácuo). j) Béqueres (manipulação e aquecimento de líquidos). k) Tela de amianto (aquecimento de recipientes de vidro). l) Kitasato (usado na filtração a vácuo). m) Almofariz ou gral de porcelana (trituração de sólidos). n) Provetas (medição de volumes de líquidos). o) Balão volumétrico(medição exata de volumes de líquidos). p) Condensadores (usados para condensar vapores nas destilações). Fracionamento de misturas 31. separação – poroso – funil – poroso – líquida – poroso – papel-filtro 32. vácuo – kitasato – vácuo – kitasato – líquida – funil de Büchner 33. c São usados numa filtração comum: bastão de vidro, funil, papel-filtro e béquer. 34. d O papel-filtro pode ser utilizado para separar os componentes do sistema heterogêneo sólido-líquido. 35. e O equipamento esquematizado pode ser utilizado para separar os compo- nentes de um sistema heterogêneo sólido-líquido. 36. a A etapa do tratamento da água descrita é uma filtração. 37. b Os componentes da mistura água-óleo são separados com o uso do funil de decantação. 38. a Água-óleo: decantação. Água-areia: filtração. 39. d No preparo do café executam-se os processos físicos de extração e filtração. 40. e O processo é chamado de flotação. 41. d Para a separação dessa mistura bifásica constituída por três substâncias, de- ve-se filtrá-la para separar a fase sólida (carvão em pó) da líquida (água + sal) e destilar a solução. 42. a) Azul. O CuSO4 é solúvel em água. b) Incolor. O destilado é água. 43. d A aparelhagem adequada é a da alternativa d. 44. c O processo é a destilação. QUÍMICA7o 22 2 Balanceamento de equações químicas 45. a) 1 NaBH4 + 2 H2O 1 NaBO2 + 4 H2 b) 1 Mg(N3)2 + 2 H2O 1 Mg(OH)2 + 2 HN3 c) 2 NaC, + 1 SO3 + 1 H2O 1 Na2SO4 + 2 HC, d) 4 Fe2P + 18 S 1 P4S10 + 8 FeS e) 4 KC,O3 + 1 C6H12O6 4 KC, + 6 CO2 + 6 H2O f) 1 P2S5 + 3 PC,5 5 PSC,3 g) 3 LiBH4 + 4 BF3 2 B2H6 + 3 LiBF4 h) 2 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C 6 CaSiO3 + 10 CO + 1 P4 46. 6 NO2 + 2 H2O 2 NO + 4 HNO3 47. a) 13+ +82 10 b) + 2 c) 2 FeS2 + 2 11 O2 Fe2O3 + 4 SO2 d) 2 A,(OH)3 + 3 H2SO4 A,2(SO4)3 + 6 H2O 48. 2 SiH4 + 4 H2O 2 SiO2 + 8 H2 49. a) C14H18N2O5 + 16 O2 14 CO2 + 9 H2O + N2 b) 2 C11H15NO2 + 26 O2 21 CO2 + 13 H2O + CH4N2O c) FeTiO3 + 2 7 C,2 + 3 C TiC,4 + FeC,3 + 3 CO d) + 2 + 2 e) K2O + H2O 2 KOH f) Ca3P2 + 6 H2O 3 Ca(OH)2 + 2 PH3 g) A,(OH)3 + 3 HC,O4 A,(C,O4)3 + 3 H2O h) Mg3N2 + 4 H2SO4 3 MgSO4 + (NH4)2SO4 i) A,4C3 + 12 H2O 4 A,(OH)3 + 3 CH4 j) 2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O QUÍMICA8o 22 2 50. Quantidade de CO necessária: carbono oxigênio No próprio enunciado é descrita a seguinte reação: H2 + CO CH3OH Balanceando a equação, temos que: 2 H2 + CO CH3OH Então, para cada 8 moléculas de H2 serão necessárias 4 moléculas de CO. 51. a Reagente A (esferas azuis): A2 Reagente B (esfera vermelha): B Produto (1 esfera vermelha com 2 esferas azuis): A2B Portanto: A2 + B A2B 52. a) O índice 2 ao final da fórmula de CO2 indica a quantidade de átomos de oxigê- nio presente nessa molécula, enquanto o coeficiente diante da fórmula em 2 CO indica a quantidade de moléculas de CO. b) Não, pois as quantidades de átomos dos reagentes estão diferentes das do produto e, segundo a Lei da Conservação da Massa, “na natureza, nada se perde, nada se cria, tudo se transforma”, isto é, os átomos que estão reagindo deverão, necessariamente, aparecer nos produtos, ainda que em arranjos diferentes. Veja a reação a seguir: 3 Mg(OH)2(s) + 2 H3PO4(aq) Mg3(PO4)2(s) + H2O(,) Reagentes Produtos 3 átomos Mg 3 átomos Mg 14 átomos O 9 átomos O 12 átomos H 2 átomos H 2 átomos P 2 átomos P Análise dimensional simples 53. a) 500 mL mL L 1000 1 $ = 0,5 L = 5 $ 10-1 L b) 500 mL mL cm 1 1 3 $ = 500 cm3 = 5 $ 102 cm3 54. a) 0,348 kg kg g 1 1000 $ = 348 g = 3,48 $ 102 g b) 0,348 kg kg g g mg 1 1000 1 1000 $ $ = 348 000 mg = 3,48 $ 105 mg QUÍMICA9o 22 2 55. 555 nm nm m m cm cm mm 1 10 1 100 1 109 $ $ $ - = 5,55 $ 10-4 mm 56. a) 0,076 L L mL 1 1000 $ = 76 mL = 7,6 $ 10 mL b) 5,0 $ 10-8 m m nm 10 1 9 $ - = 50 nm = 5 $ 10 nm c) 6,88 $ 105 ns ns s 10 1 9 $ = 0,000688 s = 6,88 $ 10-4 s d) 2,3 ,anos ano dias 1 365 25 $ = 840,1 dias = 8,401 $ 102 dias e) 7,6 dias dia h 1 24 $ = 182,4 h = 1,824 $ 102 h f) 13,2 m m cm 1 1000 0003 3 3 $ = 13 200 000 cm3 = 1,32 $ 107 cm3 g) 25 L L m 1000 1 3 $ = 0,025 m3 = 2,5 $ 10-2 m3 h) 1,25 cm cm mL 1 13 3 $ = 1,25 mL 57. , min mins m m km h s 1 2 998 10 1000 1 1 60 1 608$ $ $ $ = 1,079 $ 109 km/h 58. 1,35 $ 109 km km m m L 1 10 1 10003 3 9 3 3 $ $ = 1,35 $ 1021 L 59. 240 000 ,barris barril gal es gal o L 1 42 1 3 785õ ã $ $ = 3,815 $ 107 L 60. a) 30 ,psi psi atm 1 0 068 $ = 2,04 atm b) 2,04 atm atm mmHg 1 760 $ = 1 550,4 mmHg = 1,5504 $ 103 mmHg 61. 9,6 $ 109 ,barris barril gal es gal o L L m 1 42 1 3 79 1000 1õ ã 3 $ $ $ = 1,5 $ 109 m3 62. ,mol culaH O mol culasH O polegada polegada cm cm m1 10 1 1 2 54 100 1é é 2 8 2 $ $ $ $ , m A A 10 1 2 54 10 $ = - c c 63. 0,96 A A m m cm cm mm 1 10 1 100 1 1010 $ $ $ - c c = 0,96 $ 10-7 mm = = 9,6 $ 10-8 mm QUÍMICA10o 22 2 64. 563 quilates quilate mg mg g 1 200 1000 1 $ $ = 112,6 g = 1,126 $ 102 g Análise dimensional composta 65. 150 , ,mL mL g g 1 2145 3 217 5$ = 66. , , ,g g mL mL90 0 115 1 78 26$ = 67. , , ,g g mL mL25 0 0 791 1 3160$ = 68. a) , ,mL mL g g225 1 0 916 206 1$ = b) , , ,g g mL mL45 0 0 916 1 49 13$ = 69. , , quilates quilate mg mg g g cm cm mL0 750 1 200 1 10 3 51 1 1 13 3 3 $ $ $ $ - = 0,043 mL 70. , ,m m g g g g2 453 4 1 48 1 10 0123 3 6 $ $ ��� � = - 71. mtolueno = 58,58 g - 32,65 g = 25,93 g densidade do tolueno = 0,864 g/mL Vtolueno = 25,93 g $ , g mL 0 864 1 , 30 mL Vsólido = 50,00 mL - 30 mL = 20 mL dsólido = , mL g 20 32 65 , 1,63 g/mL 72. Considerando 1 cm3 = 1 mL, temos: , , kg kg g g mL mL L1186 1 1000 0 789 1 1000 1 $ $ $ = 15 L 73. % % massamistura massa Au Aunamistura100$ = % % g Au g Ag g Au g mistura g Au 18 6 18 100 24 18 100&$ $ + = 75% Au Sim, as peças são de ouro 18 quilates. 74. Bronze = 2% estanho∗ + 98% cobre∗ (∗) porcentagem em massa. ,sin sin os o kg bronze kg bronze kg Cu kg Cu lingote10 000 1 3 4 100 98 68 1 $ $ $ = = 490 lingotes QUÍMICA11o 22 2 75. • Cálculo do volume do núcleo: V = , ( , )r V pm 3 4 3 4 3 14 15 103 5 3 & $ $ $�� = - & V = 1,41 $ 10-14 pm3 • Cálculo da densidade do núcleo: d = , , V m d pm g 141 10 2 0 10 14 3 23 & & $ $ = - - d = 1,42 $ 10-9 g $ pm-3 76. a) Os valores estimados (do gráfico), em g/mL, são os mesmos em kg/L, uma vez que: d = mL x g L mL g kg 1 1 1000 1000 1 gr fico convers esá õ $ $ 1 2 344444 44444\ = x kg/L Assim, teremos: • ácido sulfúrico: d , 1,85 g/mL = 1,85 kg/L • tolueno: d , 0,85 g/mL = 0,85 kg/L • acetona: d , 0,75 g/mL = 0,75 kg/L b) A razão será: R = , , , 0 85 185 17 37 2 18,= 77. a) Determinação da massa do sal E: msal E = á á g gua g gua g sal E g250 100 40 100 solubilidade $ = 1 2 3444 444 b) Cálculo do volume de água: Vágua = á á ,g sal A g sal A g gua g gua mL gua mL50 30 100 1 1 166 67á solubilidade densidade $ $ , 1 2 3444 444 1 2 3444 444 78. a) Cálculo da pressão a 450 K: p1 $ T 1 1 = p2 $ T 1 2 1 $ 300 1 = p2 $ 450 1 p2 = 1,5 atm b) p2 = , atm atm cmHg cmHg15 1 76 114 convers oã $ = 1 2 344 44 c) p2 = , atm atm Pa Pa kPa kPa15 1 101325 1000 1 152 convers o convers oã ã $ , 1 2 3444 444 1 2 344 44