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1º SIMULADO enem 2019 SALINHA REI DA QUÍMICA PROVA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - QUÍMICA ATENÇÃO: transcreva no espaço apropriado do seu CARTÃO-RESPOSTA, com caligrafia usual, considerando as letras maiúsculas e minúsculas, a seguinte frase: Leia atentamente as instruções seguintes. 1. Este CADERNO DE QUESTÕES contém 15 questões numeradas de 01 a 15 dispostas da seguinte maneira: a) as questões de número 01 a 15 são relativas à área de Ciências da Natureza e Suas Tecnologias – Química. 2. Confira se o seu CADERNO DE QUESTÕES contém a quantidade de questões e se essas questões estão na ordem mencionada na instrução anterior. Caso o caderno esteja incompleto, tenha qualquer defeito ou apresente divergência, comunique ao professor para que ele tome as providências cabíveis. 3. Para cada uma das questões objetivas, são apresentadas 5 opções. Apenas uma responde corretamente à questão. 4. O tempo disponível para estas provas é de cinquenta minutos. 5. Reserve os 5 minutos finais para marcar seu CARTÃO- RESPOSTA. Os rascunhos e as marcações assinaladas no CADERNO DE QUESTÕES não serão considerados na avaliação. 6. Quando terminar as provas, acene para chamar o professor e entregue o CARTÃO-RESPOSTA. 7. Você poderá deixar o local de prova somente após decorridos 30 minutos do início da aplicação e poderá levar seu CADERNO DE QUESTÕES ao deixar em definitivo a sala de prova nos 0 minutos que antecedem o término das provas. 8. As questões desse simulado são protegidas por direitos autorais e não podem ser reproduzidas em quaisquer outros materiais didáticos, sem que seja previamente acordado entre as partes. Louco amor meu, que quando toca, fere. CADERNO RQ 01 1º SIMULADO REI DA QUÍMICA 2019 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• SÓCIO, FUNDADOR E PROFESSOR DE QUÍMICA Thiago Henrique do Carmo CONSULTORIA AD HOC Quartel Design LTDA CONSULTORIA DE DIAGRAMAÇÃO QUARTEL DESIGN LTDA ELABORADORES DOS ITENS THIAGO HENRIQUE DO CARMO REVISOR DE CONTEÚDO THIAGO HENRIQUE DO CARMO REI DA QUÍMICA Rua Tomé de Souza, 1065, 5º andar – Bairro Savassi Qualoo Escola Criativa Belo Horizonte – MG Tel.: (31) 98830-8285 Todos os direitos reservados. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. enem 2019 1º SIMULADO – CADERNO ÚNICO | Página 3 CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - QUÍMICA QUESTÃO 1 O fluxograma representa as etapas de um processo de separação de uma mistura com os seguintes tipos de plástico: Polietileno de alta densidade (PEAD), polipropileno (PP), poliestireno (PS) e policloreto de vinila (PVC) MARIA, Luiz C.S. Coleta seletiva e separação de plásticos. Química nova na escola, n. 17, maio, 2003 (adaptado). Densidade dos plásticos presentes na mistura: No fluxograma, I, II, III e IV representam, respectivamente: PVC, PS, PEAD e PP. PS, PVC, PP e PEAD. PP, PEAD, PS e PVC. PEAD, PP, PVC e PS. PEAD, PVC, PP e PS. QUESTÃO 2 O físico holandês Heike Kamerlingh Onnes (1853- 1926), em seu laboratório de criogenia da Universidade de Leiden, na Holanda, liquefez o hélio pela primeira vez em 10 de Julho de 1908. A partir desse feito, Kamerlingh Onnes e sua equipe começaram a estudar as propriedades elétricas de metais a baixas temperaturas. [...] Ficou provado que as mudanças de temperatura alteram as propriedades da matéria. [...] Disponível em: http://www.cienciahoje.com.br. Acesso em: 22 Jan. 2019. Comparativamente ao estado físico inicial, os átomos de hélio passaram a apresentar menor energia cinética. entropia elevada. formato definido. volume variável. altas forças repulsivas. QUESTÃO 3 Os processos de dessalinização da água do mar têm estado em evidência há algum tempo, desde que se aumentou a preocupação com a escassez de água doce. Ao mesmo tempo a preocupação com a inclusão de populações que vivem em áreas sem acesso à água potável faz desse recurso uma alternativa viável. Apesar de pouco utilizada até então, a dessalinização da água do mar conta com processos como a destilação natural, que é um processo de baixo custo. Disponível em: www.meioambiente.culturamix.com. Acesso em: 22 set. 2016. (adaptado). A destilação é um processo de separação de misturas também utilizado em cooperativas de reciclagem, na separação de plásticos. garimpos, na separação do ouro de outros sedimentos. indústrias, na separação do ar de partículas lançadas em chaminés. vinícolas, na separação de etanol da água, após a fermentação. salinas, na separação do sal de cozinha da água marinha. Material Densidade (g/cm³) Polietileno de alta densidade (PEAD) 0,94 – 0,96 Polipropileno (PP) 0,90 – 0,91 Poliestireno (PS) 1,04 – 1,08 Policloreto de vinila (PVC) 1,22 – 1,30 enem 2019 1º SIMULADO – CADERNO ÚNICO | Página 4 QUESTÃO 4 A liberação de mercúrio pelos garimpos de ouro é muito significativa, pois esse processo de mineração é muito pouco eficiente. O mercúrio é utilizado para separar, da água e da areia, partículas finas de ouro, através da amalgamação, que é o processo pelo qual os dois metais formam uma mistura homogênea líquida. O amálgama separado é queimado, geralmente a céu aberto, liberando grandes quantidades de mercúrio para a atmosfera. Durante o processo, quantidades variáveis de mercúrio são perdidas na forma metálica para rios e solos, e rejeitos contaminados são deixados a céu aberto na maioria dos sítios de garimpo. O ouro produzido desta forma ainda contém de 2 a 7% em peso de mercúrio como impurezas, que são evaporadas a altas temperaturas, durante a purificação do ouro, resultando em séria contaminação dos ambientes de trabalho e dos rios. Contaminação por mercúrio no Brasil: fontes industriais vs garimpo de ouro. Revista Química Nova. V 20. Nº 02, 1997 (adaptado). Disponível em: http://www.asminasgerais.com.br. Acesso em: 24 de Mai. 2018. Para minimizar os riscos ambientais, o governo brasileiro tem incentivado o uso de retortas, que são recipientes fechados, onde o amálgama é aquecido até que o mercúrio vaporize. Em seguida, ele condensa no bico desse recipiente e é recuperado pelo garimpeiro. O processo que ocorre nas retortas e é responsável pela diminuição dos riscos à saúde provocados pela disseminação do mercúrio é a destilação, baseada na volatilidade do mercúrio, que é maior que a do ouro. decantação, baseada na densidade do ouro, que é maior que a do mercúrio. dissolução, baseada na solubilidade do ouro em mercúrio, que é muito grande. evaporação, baseada na temperatura de ebulição do mercúrio, que é maior que a do ouro. fusão fracionada, baseada na temperatura de fusão do ouro, que é maior que a do mercúrio. QUESTÃO 5 É possível transformar água do mar em água potável? É possível, sim – e isso já ocorre em vários países onde a água doce de rios, lagos e represas é escassa. Hoje, mais de 100 nações, principalmente no Oriente Médio e no norte da África, possuem usinas que retiram da água salgada sais como o cloreto de sódio (o sal de cozinha), deixando olíquido pronto para beber. A primeira usina de dessalinização surgiu em 1928, na ilha de Curaçao, no Caribe. O equipamento pioneiro simplesmente evaporava a mistura em colunas de destilação para tornar a água potável. A partir da década de 1940, porém, surgiram métodos mais refinados, possibilitando a instalação de mini usinas em navios que permanecem muito tempo em alto-mar. Entre as novas técnicas, a mais bem-sucedida é a chamada osmose reversa, que separa o líquido por meio de um plástico poroso que barra os sais. […] Rodrigo Ratier. Mundo Estranho. Disponível em: <https://mundoestranho.abril.com.br/ ambiente/e-possivel- transformar-agua-do-mar-em-agua-potavel/>. Acesso em: 18 jun. 2018. Na obtenção da água destilada a partir da água do mar, tal como feito em Curaçao em 1928, as mudanças de estado que ocorrem com a água são solidificação e condensação. vaporização e condensação. solidificação e vaporização. solidificação e sublimação. vaporização e sublimação. QUESTÃO 6 A figura, abaixo, mostra algumas moléculas de um sistema, onde cada bolinha é um átomo, sendo que bolinhas diferentes são átomos diferentes. Esse sistema é constituído por 4 átomos. 4 compostos. 4 elementos. 4 moléculas. 4 substâncias. enem 2019 1º SIMULADO – CADERNO ÚNICO | Página 5 QUESTÃO 7 Como é feito o Cimento Portland? Para se obter o cimento é preciso primeiramente fabricar o clínquer, que é um produto granulado, obtido por tratamento térmico de uma mistura adequada de calcário e argila. A rocha calcária é primeiramente britada, depois moída e em seguida misturada, em proporções adequadas, com argila moída. A mistura formada atravessa então um forno rotativo de grande diâmetro e comprimento, cuja temperatura interna chega a alcançar 1.450 graus Celsius. O intenso calor transforma a mistura em um novo material, denominado clínquer, que se apresenta sob a forma de pelotas. Na saída do forno, o clínquer, ainda incandescente, é bruscamente resfriado. Na sequência, em moinhos industriais, o clínquer é finamente pulverizado, com pequena porção de gesso e com eventuais adições de escórias, pozolanas e fíler (conforme o tipo de cimento desejado), e transforma-se no pó cinzento que todos conhecemos. Disponível em: https://www.abcp.org.br/cms/perguntas- frequentes/como-e-feito-o-cimento-portland/. Acesso em: 10 Fev. 2019. (Adaptado). Desde a mistura do calcário com Argila até a formação do pó cinzento, podemos identificar alguns processos, dentre eles a(o) tratamento térmico de calcário e argila, que não forma novas substâncias. produção do clínquer, processo físico de emissão de luz. pulverização do clínquer, onde formam-se novas substâncias. obtenção de um pó cinzento, etapa química da série. moeção da rocha calcária, um fenômeno químico. QUESTÃO 8 Um cozinheiro resolveu preparar determinada receita em que se deve utilizar água morna. Para isso, ele pegou um pouco de água fria que estava armazenada na geladeira e a aqueceu em uma panela comum, mantendo-a sem tampa durante todo o processo e sem permitir que a água atingisse o ponto de ebulição. Com base na situação apresentada, o gráfico que melhor representa, do início (I) ao fim (F), o processo de aquecimento em relação ao diagrama de fases da água é: enem 2019 1º SIMULADO – CADERNO ÚNICO | Página 6 QUESTÃO 9 Disponível em: https://cinemaecerveja.com.br. Acesso em: 10 de Fev. 2019. (Adaptado). A figura anterior mostra, de maneira resumida, as principais etapas da produção de cerveja utilizadas pela indústria. De acordo com o esquema, consiste em uma etapa química do processo a fermentação. moagem. Centrifugação. fervura. trasfega. enem 2019 1º SIMULADO – CADERNO ÚNICO | Página 7 QUESTÃO 10 Um dos fatores que estão relacionados à qualidade do sono é a densidade do colchão. Estabelecida pelas normas da ABNT e Inmetro, a densidade do colchão se refere à quantidade de matéria-prima utilizada por metro cúbico. Um colchão com densidade 33 (D33) precisou de 33 quilos de espuma por m3 . Para saber qual colchão cada pessoa deve utilizar, são levadas em consideração sua altura e massa. Considere a seguinte tabela, usada para saber a densidade ideal: Altura (m) → Peso (kg) ↓ Até 1,50 1,51 a 1,60 1,61 a 1,70 1,71 a 1,80 1,81 a 1,90 acima de 1,90 até 50 D23 D23 D23 D23 51 a 60 D26 D26 D26 D26 61 a 70 D28 D28 D28 D28 D28 71 a 80 D33 D28/33 D28/33 D28/33 81 a 90 D33 D33/28 D33/28 D28 91 a 100 D45 D45/33 D45/33 D33 101 a 120 D45 D45 D45 D45/33 121 a 150 D45 D45 D45 Dado: V(m³) = L (m) x C (m) x H (m) Uma pessoa de 57 kg e 1,76 m de altura, ao comprar um colchão de dimensões 0,2 m, 2,0 m e 1,0 m, optou pela densidade ideal indicada na tabela acima. Considerando que 75% do volume do colchão são preenchidos por espuma, a massa de espuma utilizada nele, em kg, é: 9,20. 7,80. 6,90. 8,40. 10,40. enem 2019 1º SIMULADO – CADERNO ÚNICO | Página 8 QUESTÃO 11 A flotação é um processo de separação de misturas que consiste na introdução de bolhas de ar a uma suspensão de partículas em um líquido. Com isso, verifica-se que as partículas aderem às bolhas, formando uma espuma cuja densidade é inferior à da fase líquida. Essa espuma pode ser facilmente removida na parte superior do sistema. A flotação é utilizada em etapas do tratamento da água e esgoto e no beneficiamento de alguns minérios. A purificação do minério calcopirita (CaFeS2) se faz através de flotação. Nessa técnica, o material impuro é triturado com água, óleo e detergentes. As partículas de CaFeS2 esmagadas e moídas são molhadas pelo óleo, mas não por água. Em seguida, o ar é borbulhado através da mistura; as partículas de calcopirita recobertas de óleo aderem às bolhas de ar e flutuam na superfície com a espuma formada e o resíduo não desejado, pobre em CaFeS2, chamado ganga sedimenta-se na parte inferior do sistema. Isso ocorre porque a ganga é molhada pela água e não pelo óleo. Por isso, esse material não consegue aderir à espuma formada e continua mais densa em relação à fase líquida. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br. Acesso em: 18 Mar. 2019. O processo de purificação da calcopirita descrito anteriormente envolve: Apenas transformações químicas, uma vez que a identidade dos átomos sofre mudança ao longo do processo. Apenas transformações físicas, pois não mudança na identidade química dos átomos, ocorre apenas formação de novas substâncias. Apenas transformações físicas, já que não há desaparecimento ou formação de novos componentes no sistema. Apenas transformações físicas e químicas, pois o minério reage com as bolhas de ar originando uma liga metálica denominada ganga. Transformações físicas, químicas e nucleares, já que o minério calcopirita é bastante reativo e contém elementos radioativos. QUESTÃO 12 Pesquisadores em todo o mundo estudam maneiras de diminuir a quantidade de gás carbônico na atmosfera, a fim de combater o aquecimento global. O geofísico Klaus Lackner, da universidade de Columbia (Estados unidos), por exemplo, propõe espalhar o que elebatizou de “árvores artificiais” por toda a superfície do planeta. Nessas “árvores”, uma das opções em estudo seria a adaptação de filtros com solução de hidróxido de sódio. Conforme o vento carregado de gás carbônico passasse pelas árvores, ocorreria a seguinte reação: CO2(g) + 2 NaOH(aq) → Na2CO3(aq) + H2O(l) Desse modo, o gás carbônico seria sequestrado do ar e imobilizado na forma de carbonato de sódio, que por sua vez, pode ser usado na fabricação de vidro comum, sabões, papéis e medicamentos. Considere as massas empregadas e obtidas em um experimento realizado durante a construção de um protótipo da “árvore artificial”: Massa de CO2 Massa de NaOH Massa de Na2CO3 Massa de H2O 1 375 kg 2 500 kg X kg 562,5 kg Considerando que a reação foi completa e que não há reagente em excesso, a massa de Carbonato de sódio formada, é 1 687,5 3 312,5 kg 3 875 kg 4 437,5 kg 5 812,5 kg QUESTÃO 13 A figura a seguir representa o fracionamento de um sistema homogêneo, por vaporização completa do solvente. Durante a ebulição, a temperatura do sistema pode ser acompanhada pelo termômetro, conforme indicado na figura. No final do processo, o sistema apresenta apenas o sal que estava dissolvido em água. termômetro Água com sal Fonte de aquecimento enem 2019 1º SIMULADO – CADERNO ÚNICO | Página 9 Na vaporização, o comportamento da temperatura em função do tempo é representado pelo gráfico: QUESTÃO 14 A densidade é uma propriedade característica de um corpo. É a relação entre a massa desse corpo e o volume que ele ocupa no espaço. Porém, por mais que, em alguns casos, a densidade seja adotada como constante, não é. Os corpos possuem massas constantes, mas o volume depende de diversas variáveis, como a temperatura. No caso dos líquidos, a variação no volume sofrida é proporcional ao volume inicial, ao coeficiente de dilação volumétrico e à variação de temperatura. O gráfico que melhor representa a densidade em função da variação de temperatura é enem 2019 1º SIMULADO – CADERNO ÚNICO | Página 10 QUESTÃO 15 O diagrama abaixo representa as diversas etapas da produção de álcool e açúcar. Informações: 1 – álcool 96°GL = etanol 96%, água 4% 2 – álcool 100°GL = etanol 100% 3 – composição do mosto fermentado: água 80%, etanol 15%, outros 5%. Os processos I, II e III do diagrama são: Filtração, destilação simples e destilação fracionada. Filtração, evaporação e destilação fracionada. Tamisação, evaporação e evaporação. Destilação, filtração e evaporação. Destilação simples, centrifugação e destilação fracionada. enem 2019 1º SIMULADO – CADERNO ÚNICO | Página 11
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