REDOX LISTA PARA TREINO by PROF. NÚRIA

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1 REDOX LISTA PARA TREINO by PROF. NÚRIA REGRAS DE NOX: 1 - Considerando as substâncias de fórmula Fe(OH) 3 e H 2 SO 4, pode-se dizer que Fe x (OH) (SO 4 ) 4 representa uma substância neutra, se x for igual a a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) O esquema a seguir representa uma reação química que envolve substâncias simples e compostos formados pelos elementos:, e a) O elemento representado pelo símbolo é o principal componente do aço, é um metal de transição do 4º período da tabela periódica e pertence ao mesmo grupo do ósmio. Identifique o elemento e determine o número de nêutrons do seu isótopo de massa atômica 56. b) Considere que o elemento encontra-se na forma de um ânion divalente no reagente 2 3. Escreva os números de oxidação do elemento no reagente e no produto da reação. 3 - Determine o número de oxidação dos elementos sublinhados nos íons e associe as colunas: - ( ) HCO 3 ( 1 ) +5 + ( ) NH 4 ( 2 ) ( ) P 2 O 7 ( 3 ) -3 - ( ) ClO 4 ( 4 ) ( ) S 2 O 7 ( 5 ) +4 A coluna da esquerda, de cima para baixo, forma o numeral a) b) c) d) e) Profª. Núria Química Redox/Miscelânea - Página 1 de 12

2 4 - O formol ou formalina é uma solução aquosa de metanal, utilizada na conservação dos tecidos de animais e cadáveres humanos para estudos em Biologia e Medicina. Ele é oxidado a ácido fórmico, segundo a equação abaixo, para evitar que os tecidos animais sofram deterioração ou oxidação. O O _ O H C H _ C H OH formol ácido fórmico Nessa transformação, o número de oxidação do carbono sofre uma variação de: a) -4 para +4 b) -3 para -2 c) -2 para -1 d) 0 para +2 AGENTES OXIDANTE E REDUTOR 5 - A dissolução do ouro em água régia (uma mistura de ácido nítrico e ácido clorídrico) ocorre segundo a equação química: Au (s) + NO 3 (aq) + 4H + (aq) + 4Cl (aq) AuCl 4 (aq) + 2H 2 O (L) + NO (g) Com relação à reação acima, assinale a alternativa correta. a) O nitrato atua como agente oxidante. b) O estado de oxidação do N passa de + 5 para 3. c) O cloreto atua como agente redutor. d) O oxigênio sofre oxidação de 2 elétrons. e) O íon hidrogênio atua como agente redutor. 6 - Considere as reações envolvendo o sulfeto de hidrogênio representadas pelas equações seguintes: I. 2H 2 S (g) + H 2 SO 3(aq) 3S (s) + 3H 2 O (L) II. H 2 S (g) + 2H + (aq) + SO 2 4 (aq) SO 2(g) + S (s) + 2H 2 O (L) III. H 2 S (g) + Pb (s) PbS (s) + H 2(g) IV. 2H 2 S (g) + 4Ag(s) + O 2 (g) 2Ag 2 S (s) + 2H 2 O (L) Nas reações representadas pelas equações acima, o sulfeto de hidrogênio é agente redutor em: a) apenas I. b) apenas I e II. c) apenas III. ) apenas III e IV. e) apenas IV. 7 - Analise a equação química abaixo, que representa a produção de ferro em fornos de alta temperatura, e assinale o que for correto. Fe 2 O 3 + 3CO 2 Fe + 3CO 2 (Dados de massas atômicas: Fe = 56; C = 12; O = Nesta reação o agente redutor é o CO. 02. O número de oxidação do ferro produzido é zero. 04. O composto Fe 2 O 3 contém o elemento que sofre redução. 08. Para se obter 560 kg de ferro são necessários 800 kg de Fe 2 O Nesta reação os átomos de Fe doam elétrons. Profª. Núria Química Redox/Miscelânea - Página 2 de 12

3 BALANCEAMENTO DE REAÇÕES POR REDOX 8 - Considere a equação: Cu + HNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + NO + H 2 O. Após o balanceamento, os menores coeficientes inteiros do agente oxidante e do agente redutor são, respectivamente, a) 8 e 3. b) 2 e 3. c) 3 e 2. d) 3 e 8. e) 8 e Os coeficientes estequiométricos da reação química balanceada dada abaixo são: a KMnO 4(aq) + bfecl 2(aq) + chcl (aq) dmncl 2(aq) + efecl 3(aq) + fkcl (aq) + gh 2 O (aq), a) a = 1, b = 5, c = 8, d = 1, e = 5, f = 1, g = 4. b) a = 5, b = 2, c = 3, d = 1, e = 2, f = 8, g = 10. c) a = 3, b = 5, c = 3, d = 1, e = 3, f = 10, g = 8. d) a = 2, b = 10, c = 3, d = 1, e = 2, f = 10, g = 8. e) Nenhuma das alternativas apresenta o conjunto correto de coeficientes estequiométricos O teor de ferro na hemoglobina pode ser determinado através da conversão de todo o ferro presente na amostra de sangue a Fe 3+, seguida de reação do material com permanganato, conforme pode ser observado na equação não-balanceada a seguir. t H + + u MnO 4 + v Fe 2+ x Fe 3+ + y Mn 2+ + z H 2 O Após o balanceamento da equação com os menores coeficientes inteiros possíveis, os valores de t, u, v, x, y e z serão, respectivamente, iguais a: a) 4, 2, 3, 3, 2, 2; b) 4, 2, 2, 2, 2, 2; c) 8, 1, 5, 5, 1, 4; d) 8, 2, 4, 4, 1, 4; e) 8, 1, 3, 3, 2, 4. Profª. Núria Química Redox/Miscelânea - Página 3 de 12

4 11 - Talheres de prata comumente apresentam manchas escuras em sua superfície, que consistem em sulfeto de prata (Ag 2 S) formado pela reação da prata com compostos contendo enxofre encontrados em certos alimentos e no ar. Para limpar talheres escurecidos basta colocá-los em uma panela de alumínio com água quente e uma solução de soda cáustica diluída e, em seguida, retirá-los e enxaguá-los em água limpa, o que devolve o brilho característico dos talheres, que ficam com o aspecto de novos. Esse processo consiste na reação do alumínio da panela com o sulfeto de prata, conforme a seguinte equação, não balanceada: Ag 2 S + Al + NaOH + H 2 O Ag + H 2 S + NaAlO 2 Sobre essa reação, pede-se: a) O agente oxidante e o agente redutor. b) A soma dos coeficientes da equação balanceada com os menores números inteiros possíveis Em muitas reações envolvendo compostos inorgânicos, o NOX de cada átomo ou íon permanece o mesmo durante toda a reação. É o que acontece nas reações de neutralização e dupla troca. Há, porém, certas reações inorgânicas nas quais o NOX de determinados átomos ou íons varia dos reagentes para os produtos. Diz-se que se trata de uma reação de oxi-redução. K 2 Cr 2 O 7(aq) + FeCl 2(aq) + HCl (aq) KCl (aq) + FeCl 3(aq) + CrCl 3(aq) + H 2 O (L) Considerando a equação acima, faça o que se pede. a) Faça o balanceamento da reação pelo método de oxi-redução. b) Determine o agente oxidante. c) Determine o agente redutor. PILHAS 13 - Considerando a pilha representada por Ni 0 /Ni 2+ //Cu 2+ /Cu 0, dado que o potencial de oxidação do níquel é 0,25 V e do cobre é -0,34 V, é correto afirmar que a) o cobre sofre oxidação. b) a reação global da pilha é Ni 0 + Cu e Ni 2+ + Cu 0 c) o ânodo corresponde à semicélula de níquel. d) a força eletromotriz dessa pilha é -0,59 V. e) o eletrodo de cobre sofrerá uma diminuição de massa. Profª. Núria Química Redox/Miscelânea - Página 4 de 12

5 14 - A célula a combustível foi utilizada, inicialmente, como fonte de energia em cápsulas espaciais por ser eficiente e produzir água para os tripulantes. Durante o seu funcionamento, um fluxo de H 2 gasoso é disponibilizado em um dos eletrodos, e, no outro, propicia-se um fluxo de O 2 gasoso, ocorrendo a seguinte reação: H 2(g) + ½ O 2(g) H 2 O (L) E 0 = + 1,23 V (nas condições-padrão) Como eletrólito, é utilizada solução aquosa concentrada de KOH. Dados: d H2O = 1 g.ml -1 ; Massas atômicas: H = 1 e O = 16. Com base nas informações sobre a célula a combustível, considere as afirmativas a seguir: I) No catodo dessa célula ocorre o processo de oxidação do O 2 gasoso. II) Durante a reação de óxido-redução da célula, ocorre a transferência de 2 elétrons. III) Considerando que em uma missão espacial são consumidos cerca de 90 kg de hidrogênio gasoso por dia, em 7 dias a quantidade de água produzida é igual a 5670 L. IV) A célula a combustível é denominada célula eletrolítica, pois nela uma reação química espontânea gera energia. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. c) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. e) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras A tabela a seguir, referente a potenciais de redução padrão (E o red) em solução aquosa 1M, 25 o C e 1 atm, mostra: Semi-reação eletroquímica E o red (V) X e - X -0,48 Y e - Y +0,21 Desejando-se construir uma pilha baseando-se na tabela acima, pode-se dizer que o fluxo de elétrons irá ocorrer: a) de X para Y através de um fio metálico b) de Y para X através de um fio metálico c) de Y para X e vice-versa ao mesmo tempo d) somente no interior da solução contendo X 2+ e) somente no interior da solução contendo Y 2+ Profª. Núria Química Redox/Miscelânea - Página 5 de 12

6 16 - Um método para proteger ou retardar a corrosão do ferro em cascos de navios consiste em ligar, a essa estrutura, blocos de outros metais. Para investigar os metais que funcionam como ânodo de sacrifício para o ferro, placas limpas e polidas desse metal foram enroladas com fitas de cobre, chumbo e magnésio e mergulhadas em três tubos de ensaio (como o ilustrado abaixo) contendo solução aquosa composta por cloreto de sódio (simulando a água do mar) e por ferricianeto de potássio, K 3 [Fe(CN) 6 ] (como indicador de corrosão do ferro), o qual forma um composto de coloração azul com os íons de ferro. E 0 Fe 2+ / Fe = - 0,44V E 0 Mg 2+ / Mg = - 2,37V E 0 Pb 2+ / Pb = - 0,13V E 0 Cu 2+ / Cu = + 0,34V Considerando as informações acima, conclui-se que, após um período de tempo, o surgimento da coloração azul será observada apenas no(s) tubo(s): a) 1 b) 2 c) 3 d) 1 e 2 e) 1 e A bateria primária de lítio-iodo surgiu em 1967, nos Estados Unidos, revolucionando a história do marca-passo cardíaco. Ela pesa menos que 20 g e apresenta longa duração, cerca de cinco a oito anos, evitando que o paciente tenha que se submeter a frequentes cirurgias para trocar o marca-passo. O esquema dessa bateria é representado na figura. Para esta pilha, são dadas as semireações de redução: Li + + e Li E o = 3,05V I 2 + 2e 2I E o = + 0,54 V São feitas as seguintes afirmações sobre esta pilha: I. No ânodo ocorre a redução do íon Li +. II. A ddp da pilha é + 2,51 V. III. O cátodo é o polímero/iodo. IV. O agente oxidante é o I 2. São corretas as afirmações contidas apenas em a) I, II e III. b) I, II e IV. c) I e III. d) II e III. e) III e IV. Profª. Núria Química Redox/Miscelânea - Página 6 de 12

7 18 - Uma pilha a combustível é um dispositivo eletroquímico no qual a reação de um combustível com oxigênio produz energia elétrica. Esse tipo de pilha tem por base as semi-reações apresentadas na tabela abaixo: A figura a seguir mostra o esquema de uma pilha a combustível. Adaptado de: MARTIMER, E. F; MACHADO, A. H. Química para o ensino médio. Vol. único. São Paulo: Scipione, 2002, p De acordo com as informações do enunciado e da figura acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. O gás hidrogênio atua na pilha como agente oxidante. 02. A diferença de potencial elétrico padrão da pilha é + 1,23 V. 04. O oxigênio sofre redução. 08. A obtenção de energia elétrica neste dispositivo é um processo espontâneo. 16. A equação global da pilha no estado padrão é 2 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O(l). 32. A diferença de potencial elétrico padrão da pilha é + 0,43 V. Profª. Núria Química Redox/Miscelânea - Página 7 de 12

8 ELETRÓLISE 19 - Com a finalidade de niquelar uma peça de latão, foi montado um circuito, utilizando-se fonte de corrente contínua, como representado na figura. No entanto, devido a erros experimentais, ao fechar o circuito, não ocorreu a niquelação da peça. Para que essa ocorresse, foram sugeridas as alterações: I. Inverter a polaridade da fonte de corrente contínua. II. Substituir a solução aquosa de NaC por solução aquosa de NiSO 4. III. Substituir a fonte de corrente contínua por uma fonte de corrente alternada de alta freqüência. O êxito do experimento requereria apenas: a) a alteração I. b) a alteração II. c) a alteração III. d) as alterações I e II. e) as alterações II e III Três erres A produção industrial e a própria sobrevivência humana na Terra estão baseados no desenvolvimento da forma academicamente conhecida como os três erres: Redução, Reaproveitamento e Reciclagem. Redução é a introdução de novas tecnologias na exploração, no transporte e no armazenamento das matérias primas para reduzir ou, se possível, eliminar o desperdício dos recursos retirados do planeta. Reaproveitamento é a reintrodução, no processo produtivo, de produtos não mais aproveitáveis para o consumo, visando a sua recuperação e recolocação no mercado, evitando assim o seu encaminhamento para o lixo. Reciclagem consiste na reintrodução dos resíduos sólidos, líquidos ou gasosos já usados para que possam ser reelaborados, gerando um novo produto. (Banas Ambiental, dezembro de 1999, p.32.) A produção de alumínio consome uma quantidade enorme de energia elétrica - para produzir 1 kg de alumínio, consome-se 15 vezes mais energia do que para 1 kg de aço. A solução está na reciclagem do alumínio. O alumínio é refundido e reaproveitado, com uma economia de cerca de 90% de energia. Dentre as proposições abaixo, assinale a FALSA: a) Na eletrólise ígnea do Al 2 O 3, obtemos alumínio no anodo, e oxigênio no catodo. b) O principal minério de alumínio é a bauxita. c) O alumínio reage com o ácido sulfúrico produzindo sulfato de alumínio e gás hidrogênio segundo a reação: 2Al + 3H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 d) Fios de alumínio são bons condutores de corrente elétrica, e papel alumínio é usado em embalagens e isolamento térmico. e) Na prática, o alumínio é menos reativo que o previsto e este fato se deve ao fenômeno denominado apassivação, isto é, formação de uma película que o isola do ataque de muitos agentes agressivos. Profª. Núria Química Redox/Miscelânea - Página 8 de 12

9 21 - A aparelhagem utilizada para realizar a eletrólise ígnea do cloreto de sódio, NaCl, está representada no esquema simplificado, onde os eletrodos inertes A e B estão conectados a um gerador de corrente contínua. Ao se fechar o circuito ligando-se o gerador, pode-se concluir que: a) o gás cloro borbulha no eletrodo A. b) a redução do cloreto ocorre no eletrodo negativo. c) o sentido da corrente elétrica é do eletrodo A para o B. d) os ânions são oxidados no eletrodo B. e) o sódio metálico oxida-se no eletrodo A Em relação à eletrólise, analise as afirmativas seguintes. 1. Em qualquer eletrólise, ocorre uma redução no cátodo e uma oxidação no ânodo. 2. Fundamentalmente, a eletrólise é um processo de oxirredução. 3. A eletrólise de sais só é possível quando os mesmos são dissolvidos em meio aquoso. 4. A eletrólise é uma reação de oxirredução espontânea. Estão corretas apenas: a) 1 e 3 b) 1, 2 e 3 c) 1 e 2 d) 2 e 3 e) 3 e A produção industrial de sódio metálico e gás cloro faz uso de processo de Dowus, no qual cloreto de sódio fundido é eletrolizado. 00. O elemento produzido pela oxidação é o sódio. 01. A substância produzida no ânodo é o cloro. 02. A substância produzida no cátodo é o hidrogênio. 03. A substância produzida pela redução é o cloro. 04. A equação referente à eletrólise é Na + Cl Na + ½ Cl 2 Profª. Núria Química Redox/Miscelânea - Página 9 de 12

10 24 - O esquema abaixo consiste em uma placa de ouro mergulhada em uma solução do íon desse metal. Nessa mesma solução encontra-se também mergulhado um anel de alumínio que se deseja banhar com ouro (processo de eletrodeposição), sendo o sistema ligado a um gerador. A partir desse esquema, são feitas as seguintes afirmações: ANEL SOLUÇÃO DE NITRATO DE OURO III PLACA DE OURO I. a placa de ouro deve ser conectada ao pólo positivo do gerador; II. o anel de alumínio atua como o catodo do sistema; III. durante o processo a placa de ouro sofre oxidação; IV. a cada 1, elétrons que circulam na célula eletrolítica, a massa do anel é aumentada em aproximadamente 0,197 g. São corretas as afirmações: a) I e II, apenas b) I e III, apenas c) II e III, apenas d) II, III e IV, apenas e) I, II, III e IV 25 - Os esquemas I e II ilustram transformações químicas: voltímetro b a t e r i a KCl(aq) o Pb Pb 2+ (aq) Zn o Zn 2+ (aq) c a r b o n o + K I - ( a q ) ( a q ) Esquema-I E s q u e m a - I I Observando-se os esquemas, pode-se assegurar que: a) no esquema I ocorre uma reação não espontânea de oxirredução; b) no esquema I a energia elétrica é convertida em energia química; c) no esquema II os eletrodos de carbono servem para manter o equilíbrio iônico; d) no esquema II a energia elétrica é convertida em energia química; e) no esquema II ocorre uma reação espontânea de oxirredução. Profª. Núria Química Redox/Miscelânea - Página 10 de 12

11 LEI DE FARADAY 26 - O alumínio metálico pode ser obtido por processo eletroquímico, no qual o íon A 3+ é convertido a alumínio metálico. Se uma unidade montada com esta finalidade opera a A e 4 V, qual será a massa do metal obtida após 50 minutos de operação? (Dados: constante de Faraday: C mol 1, Al = 27g mol 1 ). a) 3, g b) 2, g c) 27,0 g d) g e) 8, g 27 - Duas cubas eletrolíticas têm seus eletrodos ligados em série. A primeira cuba contém uma solução aquosa diluída de cloreto de sódio e a segunda, uma solução aquosa de nitrato de crômio (Cr(NO 3 ) 3 ). Ambas as cubas possuem eletrodos apropriados para que ao fechar o circuito elétrico haja eletrólise da água na primeira cuba e depósito de 2,6 g de crômio metálico no cátodo da segunda cuba. Dados: Massa atômica (g/mol) hidrogênio... 1,0 oxigênio crômio Volume molar de gás nas CATP: 25 L/mol Nesse processo eletrolítico, quantos faradays participaram da oxirredução? a) 0,05 b) 0,10 c) 0,15 d) 0,20 e) 0, Após o Neolítico, a história da humanidade caracterizou-se pelo uso de determinados metais e suas ligas. Assim, à idade do cobre (e do bronze) sucedeu-se a idade do ferro (e do aço), sendo que mais recentemente iniciou-se o uso intensivo do alumínio. Esta sequência histórica se deve aos diferentes processos de obtenção dos metais correspondentes, que envolvem condições de redução sucessivamente mais drásticas. a) Usando os símbolos químicos, escreva a sequência destes metais, partindo do menos nobre para o mais nobre, justificando-a com base nas informações acima. b) Para a produção do alumínio (grupo 13 da classificação periódica), utiliza-se o processo de redução eletrolítica (Al e Al). Qual a massa de alumínio produzida após 300 segundos usando-se uma corrente de 9,65 C s 1? (Dados: massa molar do Al = 27 g mol 1 e a constante de Faraday, F = C mol 1 ) 29 - Um grave problema ambiental ainda negligenciado pela sociedade refere-se à poluição causada pelo descarte nos lixões de pilhas usadas dos mais variados tipos. Um dos metais pesados encontrados nas pilhas secas (comuns) é o zinco metálico, ânodo desta fonte de energia e cuja reação de oxidação é: Zn Zn e Quando uma pilha seca se descarrega durante 67min fornecendo uma corrente elétrica de 0,24 A, consumo de zinco, devido à reação anódica, será aproximadamente de: (Dado: 1 Faraday = Coulomb; Zn = 65) a) 0,66 g. b) 0,85 g. c) 1,96 g. d) 0,33 g. e) 0,16 g A indústria eletroquímica moderna produz atualmente milhões de toneladas de substâncias químicas. A semi-reação abaixo mostra a formação de cada molécula quando elétrons passam pelo circuito, na eletrólise: 2Cl (L) positivo pólo Cl 2 + 2e Profª. Núria Química Redox/Miscelânea - Página 11 de 12

12 A partir dessas informações, calcule o volume (L) de gás cloro (CNTP) que se forma, após o tempo de 100s, com intensidade igual a 9,65A. Dado: 1mol de elétrons = 96500C. a) 22,40L b) 11,20L c) 0,11L d) 2,24L e) 0,22L GABARITO 1 - C 2 - a) O elemento é o ferro. Como o seu número atômico é 26, o número de nêutrons do isótopo de massa atômica 56 é: 56-26=30; b) O número de oxidação do elemento no reagente é igual a 3+. No produto, o número de oxidação é igual a 0 (zero). 3 - B 4 - D 5 - A 6 - B A 9 - A 10 - C 11 - a) Ag 2 S agente oxidante, Al agente redutor; b) a) ; b) K 2 Cr 2 O 7 ; c) FeCl C 14 - A 15 - A 16 - D 17 - E D 20 - A 21 - D 22 - C 23 - FVFFV 24 - E 25 - D 26 - B 27 - C 28 - a) Al < Fe < Cu; b) 0,27g Al 29 - D 30 - C Profª. Núria Química Redox/Miscelânea - Página 12 de 12