ONC · Química

Questões de Separação de misturas e propriedades da matéria da ONC

37 questões oficiais da ONC sobre Separação de misturas e propriedades da matéria, de 2016 a 2025, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 14 fáceis, 21 médias, 2 difíceis.

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6 questões de Separação de misturas e propriedades da matéria resolvidas

ONC 2025 · 3º ao 5º ano (Júnior) · Questão 1fácil

No nosso dia a dia, temos muitas coisas que chamamos de substâncias puras e outras que chamamos de misturas. Na imagem abaixo, vemos um copo com água e pedras de gelo.

Fonte: PNGwing

Podemos dizer que a figura acima representa quais estados físicos da matéria?

A
Líquido e gasoso.
B
Sólido e gasoso.
C
Gasoso e sólido.
D
Gasoso e líquido.
E
Líquido e sólido.

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Gabarito: E (elaborado pelo Treinamento 101)

No copo há duas coisas:

a água, que escorre e toma a forma do copo: estado líquido;
as pedras de gelo, que têm forma própria e firme: estado sólido.

Gelo e água são a mesma substância (água) em estados físicos diferentes.

As alternativas com "gasoso" não servem: o vapor de água não aparece na figura.

Resposta: E

Dica: sólido tem forma própria; líquido toma a forma do recipiente; gás se espalha e ocupa todo o espaço.

Questão 2 · ONC 2024 · 6º e 7º anos · Questão 1fácil

Observe a animação.

Fonte: SABESP (adaptado)

Na animação, são apresentadas algumas etapas do processo de tratamento de água para consumo humano. Veja que, na etapa 1, antes da adição de alguns reagentes químicos, utiliza-se uma espécie de grade metálica. Por esta grade, a água pode passar, mas resíduos sólidos maiores que os orifícios dela, não.

A partir da animação e de seus conhecimentos, avalie as afirmações abaixo.

I - A adição dos reagentes químicos como cloro permite a eliminação de partículas presentes na água, mas não elimina micro-organismos.

II - O agente floculante adicionado facilita a remoção de partículas sólidas presentes.

III - Na sedimentação, há remoção magnética de parte dos poluentes presentes.

Está correto o que se afirma em

A
I e III.
B
II e III.
C
somente I.
D
somente III.
E
somente II.

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Gabarito: E (elaborado pelo Treinamento 101)

Analise cada afirmação sobre o tratamento de água:

I. Falsa. O cloro é usado justamente na desinfecção: ele elimina bactérias e outros micro-organismos. Quem retira partículas são as etapas de floculação, decantação e filtração.
II. Verdadeira. O floculante (como o sulfato de alumínio) faz as partículas pequenas de sujeira se juntarem em flocos maiores e mais pesados, que depois se depositam e são removidos.
III. Falsa. Na sedimentação (decantação), os flocos descem pela gravidade, por serem mais densos que a água. Não há ímã nem remoção magnética.

Só a II está correta.

Resposta: E (somente II).

Dica: no tratamento de água, a sequência é gradeamento → coagulação/floculação → decantação → filtração → cloração (desinfecção) → fluoretação.

Questão 3 · ONC 2023 · 6º e 7º anos · Questão 2fácil

As propriedades intensivas e extensivas são duas categorias distintas de propriedades que são utilizadas para descrever a matéria. As primeiras são independentes da quantidade de matéria analisada, além de não serem alteradas pela sua extensão. As últimas dependem da porção de matéria e os seus valores estão ligados à extensão. A densidade é um exemplo de propriedade intensiva. Considerando a água, a sua densidade tem o mesmo valor (numa dada temperatura) independente se ela está contida em um copo ou em uma piscina. A extensão não afeta o valor da densidade. Por outro lado, o volume é claramente dependente da quantidade de água analisada, seja num copo de 100 mL ou numa piscina de 10 m³.

Fonte: gettyimages.com.br (adaptada).

Diante do que foi exposto, assinale a opção que mostra apenas propriedades intensivas.

A
Ponto de ebulição, condutividade térmica, massa, calor liberado na combustão.
B
Massa, conteúdo energético, condutividade elétrica, condutividade térmica.
C
Ponto de sublimação, área superficial, condutividade térmica, pressão.
D
Calor liberado na combustão, conteúdo energético, pressão, ponto triplo.
E
Temperatura, ponto de fusão, ponto de ebulição, condutividade elétrica.

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Gabarito: E

Propriedade intensiva não depende da quantidade de matéria (densidade, temperatura, pontos de fusão e de ebulição, condutividade). Propriedade extensiva depende (massa, volume, área, energia contida, calor liberado).

Veja quem tem alguma extensiva:

A: massa e calor liberado na combustão.
B: massa e conteúdo energético.
C: área superficial.
D: calor liberado na combustão e conteúdo energético.
E: temperatura, ponto de fusão, ponto de ebulição e condutividade elétrica, todas intensivas.

Um copo de água e uma piscina, no mesmo dia, podem ter a mesma temperatura e fervem à mesma temperatura; mas a piscina tem mais massa e libera mais calor ao esfriar.

Resposta: E

Dica: pergunte "se eu dobrar a quantidade, o valor dobra?". Se dobra, é extensiva.

Questão 4 · ONC 2022 · 8º e 9º anos · Questão 1média

Na montagem abaixo temos um sistema de filtração a vácuo que é comumente aplicado para a separação de misturas heterogêneas sólido-líquido.

Fonte: Postma, J. M.; Roberts, J. L.; Hollenberg, J. L. Chemistry in the laboratory, W. H. Freeman and Company, 7a ed. 2010.

A respeito do sistema mostrado, das características dos seus elementos e do seu principal uso, assinale a alternativa correta.

A
Nesta filtração não há a necessidade de papel de filtro, uma vez que o funil de Büchener desempenha sozinho a função de meio filtrante.
B
Neste sistema de filtração, o processo é acelerado pela diferença de pressão provocada pela trompa de vácuo que retira ar de dentro do erlenmeyer.
C
No sistema de filtração mostrado é possível separar um sólido dissolvido em água, necessitando apenas que a pressão seja ajustada corretamente.
D
Indica-se este sistema de filtração quando o sólido na mistura heterogênea pode ocasionar entupimento nos poros do papel de filtro.
E
Neste sistema, temos o kitassato, o funil de vidro e a trompa de vácuo e a filtração é mais lenta do que a filtração comum.

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Gabarito: D

Na filtração a vácuo, a trompa d'água retira ar do kitassato (o frasco com saída lateral). A pressão dentro dele fica menor que a atmosférica, e o ar de fora "empurra" o líquido através do papel de filtro colocado no funil de Büchner. A filtração fica mais rápida, o que é útil quando o sólido é fino ou pastoso e entupiria os poros do papel numa filtração comum.

Resposta: D.

Por que as outras atraem:
- A: o funil de Büchner tem furos grandes; ele precisa do papel de filtro por cima.
- B: a ideia da diferença de pressão está certa, mas o frasco é um kitassato, não um erlenmeyer.
- C: sólido dissolvido não se separa por filtração (exige evaporação ou destilação).
- E: o funil é de porcelana (Büchner) e a filtração é mais rápida, não mais lenta.

Dica: filtração a vácuo = kitassato + funil de Büchner + trompa; serve para acelerar filtrações difíceis.

Questão 5 · ONC 2021 · 6º e 7º anos · Questão 17fácil

Observe a tirinha abaixo:

Fonte: Maurício de Sousa Produções Ltda. In: Cunha JOS, Vasconcelos FCGC, Concepções de professores mediante a linguagem explorada em uma tirinha cômica para o ensino de química, X Congreso Internacional sobre Investigación en Didáctica de las Ciencias, Sevilla, 2017.

A “personalidade tripla” da água citada pelo cachorrinho Bidu está relacionada ao modo como esta substância se apresenta ao personagem da “Turma da Mônica”, ou seja, às três fases de agregação: sólida, líquida e gasosa. Sabe-se que estas fases convertem-se entre si, sendo, neste contexto, apresentadas as mudanças denominadas fusão (do primeiro para o segundo quadrinho) e evaporação (do segundo para o último quadrinho). Sobre estes fenômenos assinale a opção correta abaixo:

A
A mudança de fase que ocorre entre o segundo e o último quadrinho se dá com a formação de bolhas.
B
A citada “personalidade tripla” pode ser observada apenas para a água e corresponde a transformações físicas.
C
A mudança de fase que ocorre entre o segundo e o último quadrinho é quase instantânea, o que justifica a reação do Bidu.
D
A quantidade de energia necessária para realizar as duas mudanças de fase na tirinha são exatamente iguais.
E
Entre os instantes do primeiro e do segundo quadrinho, em algum momento Bidu observou duas fases de agregação.

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Gabarito: E (elaborado pelo Treinamento 101)

Entre o 1º e o 2º quadrinho o gelo derrete (fusão). Enquanto derrete, há ao mesmo tempo gelo (sólido) e água (líquido): em algum momento Bidu viu duas fases juntas. É a alternativa E.

As outras falham:
- da poça para o vapor ocorre evaporação, que é lenta e acontece só na superfície, sem bolhas (bolhas aparecem na ebulição);
- pelo mesmo motivo, a evaporação não é instantânea;
- outras substâncias também mudam de estado (ferro, cera, álcool); e a mudança de fase é transformação física;
- a energia para vaporizar 1 g de água (calor latente ≈ 540 cal) é muito maior que a para fundir (≈ 80 cal): não são iguais.

Resposta: E.

Dica: durante a fusão e a ebulição de uma substância pura, as duas fases convivem e a temperatura fica constante.

Questão 6 · ONC 2020 · 6º e 7º anos · Questão 17média

Analise as seguintes situações:

1. O desastre do ônibus espacial Challenger, ocorrido em janeiro de 1986, foi atribuído ao frio durante a noite, que endureceu os anéis de vedação circulares dos foguetes auxiliares enquanto a nave espacial estava na base de lançamento. Durante o voo, esses anéis de vedação falharam, causando vazamento de combustível, com consequente incêndio e explosão. Um problema semelhante pode existir nos câmbios automáticos usadas nos veículos. O uso de anéis circulares de borracha de silicone, em vez de neopreno, pode aumentar o preço do câmbio, mas isso seria mais do que compensado por um desempenho melhor a -40 °C, quando o neopreno começa a endurecer; enquanto a borracha de silicone ainda é flexível.

2. Um novo produto de asfalto na Europa incorpora a liberação lenta de cloreto de cálcio (CaCl₂) para evitar a formação de gelo nas estradas e pontes. Previsivelmente, isso teria pouco uso em Winnipeg no Canadá, onde -40 °C é comum no inverno.

3. A estação de tratamento de água pesada em Glace Bay, Nova Escócia, foi projetada para extrair D₂O (água deuterada) da água do mar. A corrosão da estação acabou atrasando a produção. O uso de materiais mais apropriados adicionaram milhões ao custo da estação.

4. Um estudante de química examinou sua geladeira que falhou após menos de 10 anos de uso. Ele observou que uma bobina de compressor de cobre foi soldada a um tubo de expansão de ferro. A água condensada havia corroído o tubo de ferro. Trata-se de um erro de projeto, uma vez que a economia usando ferro em vez de cobre é de apenas poucos centavos e a empresa é uma conhecida fabricante mundial de aparelhos e equipamentos elétricos.

Fonte: Roussak, OV & Gesser, HD, Applied Chemistry: a textbook for engineers and technologists, 2ed., Springer, New York, 2013.

Sobre a leitura acima e a partir seus conhecimentos, assinale a opção incorreta abaixo:

A
O processo experimentado pelo tubo de ferro da geladeira é um fenômeno químico, uma vez que a natureza química do ferro é modificada.
B
A água deuterada, D₂O, objetivo da estação de tratamento na Nova Escócia, possui na sua molécula o isótopo do hidrogênio com número de massa igual a 2.
C
O ocorrido com os anéis de vedação dos foguetes do ônibus espacial Challenger corresponde a um fenômeno físico, mesmo o material não mudando de fase de agregação.
D
O derretimento do gelo devido à adição de sal do material do asfalto é um fenômeno físico, independente se ele ocorre na Europa ou no Canadá.
E
O problema experimentado pela estação de tratamento de água pesada na Nova Escócia decorre de um fenômeno físico, o que justifica a mudança de estrutura da estação.

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Gabarito: E

A questão pede a afirmação incorreta. A chave é separar fenômeno físico (a substância continua a mesma) de fenômeno químico (formam-se novas substâncias).

A) Correta. O ferro corroído virou óxidos de ferro (ferrugem): nova substância, fenômeno químico.

B) Correta. O deutério (D) é o isótopo do hidrogênio com 1 próton e 1 nêutron: número de massa 2.

C) Correta. O neopreno endureceu com o frio, mas continuou sendo neopreno e sólido: mudança física, sem mudança de estado.

D) Correta. O sal dissolvido baixa a temperatura de fusão da água, e o gelo derrete; a água continua água: fenômeno físico.

E) Incorreta. A estação sofreu corrosão, que é a reação do metal com a água do mar e o oxigênio, formando novas substâncias. É um fenômeno químico, não físico.

Resposta: E.

Dica: corrosão, combustão e ferrugem são sempre fenômenos químicos; dissolver, derreter, endurecer com o frio e mudar de estado são físicos.