PROVA DE QUÍMICA 2 o TRIMESTRE DE 2015

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1 PROVA DE QUÍMICA 2 o TRIMESTRE DE 2015 PROF. MARCOS F. NOME N o 2 a SÉRIE A compreensão do enunciado faz parte da questão. Não faça perguntas ao examinador. A prova deve ser feita com caneta azul ou preta. É terminantemente proibido o uso de corretor. Respostas com corretor serão anuladas. Esta prova tem OITO questões em CINCO páginas. 01. (Uerj/2015) Os preços dos metais para reciclagem variam em função da resistência de cada um à corrosão: quanto menor a tendência do metal à oxidação, maior será o preço. Na tabela, estão apresentadas duas características eletroquímicas e o preço médio de compra de dois metais no mercado de reciclagem. Metal Semirreação de redução Potencial-padrão de redução (V) cobre ferro 2 0 (aq) (s) Preço (R$/kg) Cu 2e Cu 0,34 13, Fe (aq) 2e Fe (s) 0,44 0,25 Com o objetivo de construir uma pilha que consuma o metal de menor custo, um laboratório dispõe desses metais e de soluções aquosas de seus respectivos sulfatos, além dos demais materiais necessários. Apresente a reação global da pilha eletroquímica formada e determine sua diferença de potencial, em volts, nas condições-padrão. 02. (Ime/2012) O alumínio pode ser produzido industrialmente pela eletrólise do cloreto de alumínio fundido, o qual é obtido a partir do minério bauxita, cujo principal componente é o óxido de alumínio. Com base nas informações acima, calcule quantos dias são necessários para produzir 1,00 tonelada de alumínio puro, operando-se uma cuba eletrolítica com cloreto de alumínio fundido, na qual se faz passar uma corrente elétrica constante de 10,0 ka. Dado: 1F = C. 1

2 03. (Unifesp/2014) A figura representa uma pilha formada com os metais Cd e Ag, mergulhados nas soluções de Cd(NO 3 ) 2 (aq) e AgNO 3 (aq), respectivamente. A ponte salina contém solução de KNO 3 (aq). a) Sabendo que a diferença de potencial da pilha, nas condições padrão, é igual a +1,20 V e que o potencial padrão de redução do cádmio é igual a 0,40 V, calcule o potencial padrão de redução da prata. Apresente seus cálculos. b) Para qual recipiente ocorre migração dos íons K e NO 3 da ponte salina? Justifique sua resposta. 04. (Uftm/2012) Possivelmente, o cobre foi o primeiro metal usado pelo homem. Acredita-se que, por volta de a.c., tenha sido encontrado na superfície da Terra em forma de cobre nativo, o metal puro em seu estado metálico. Usado inicialmente para substituir a pedra como ferramenta de trabalho e na confecção de armas e de objetos de decoração, o cobre tornou-se, pelas suas propriedades, uma descoberta fundamental na história da civilização humana. ( Adaptado.) O cobre na indústria é obtido por processo eletrolítico a partir do cobre impuro. Na figura é representada uma cuba eletrolítica contendo duas placas metálicas, uma de cobre puro e outra de cobre impuro, mergulhadas em solução aquosa de CuSO 4. a) Qual das placas representadas na figura corresponde ao cobre impuro? Justifique. b) Escreva as equações das reações químicas que ocorrem no cátodo e no ânodo, considerando somente as espécies de cobre. 2

3 NOME N o 2 a SÉRIE 05. (Unicamp/2010) A Revista n 126 veiculou uma notícia sobre uma máquina de lavar que deixa as roupas limpas sem a necessidade de usar produtos alvejantes e elimina praticamente todas as bactérias dos tecidos. O segredo do equipamento é a injeção de íons prata durante a operação de lavagem. A corrente elétrica passa por duas chapas de prata, do tamanho de uma goma de mascar, gerando íons prata, que são lançados na água durante os ciclos de limpeza. Dado: F = C mol -1, Constante de Avogadro= 6,02 x mol - a) No seu site, o fabricante informa que a máquina de lavar fornece 100 quadrilhões (100x10 15 ) de íons prata a cada lavagem. Considerando que a máquina seja utilizada 3 vezes por semana, quantos gramas de prata são lançados no ambiente em um ano (52 semanas)? b) Considere que a liberação de íons Ag + em função do tempo se dá de acordo com o gráfico a seguir. Calcule a corrente em amperes (C/s) em que a máquina está operando na liberação dos íons. Mostre seu raciocínio. 3

4 06. (Fuvest/2009) Água pode ser eletrolisada com a finalidade de se demonstrar sua composição. A figura representa uma aparelhagem em que foi feita a eletrólise da água, usando eletrodos inertes de platina. a) Nesse experimento, para que ocorra a eletrólise da água, o que deve ser adicionado, inicialmente, à água contida no recipiente IV? Justifique. b) Dê as fórmulas moleculares das substâncias recolhidas, respectivamente, nos tubos II e III. c) Qual a relação estequiométrica entre as quantidades de matéria (mols) recolhidas em II e III? d) Escreva a equação balanceada que representa a semireação que ocorre no eletrodo (anodo) inserido no tubo III. 4

5 NOME N o 2 a SÉRIE TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: A cada quatro anos, durante os Jogos Olímpicos, bilhões de pessoas assistem à tentativa do Homem e da Ciência de superar limites. Podemos pensar no entretenimento, na geração de empregos, nos avanços da Ciência do Desporto e da tecnologia em geral. Como esses jogos podem ser analisados do ponto de vista da Química? As questões a seguir são exemplos de como o conhecimento químico é ou pode ser usado nesse contexto. 07. (Unicamp 2009) Ao contrário do que muitos pensam, a medalha de ouro da Olimpíada de Beijing é feita de prata, sendo apenas recoberta com uma fina camada de ouro obtida por deposição eletrolítica. Na eletrólise, a medalha cunhada em prata atua como o eletrodo em que o ouro se deposita. A solução eletrolítica é constituída de um sal de ouro (III). A quantidade de ouro depositada em cada medalha é de 6,0 gramas. Dados: constante de Faraday = coulomb mol -1 ; 1 ampere = 1 coulomb s -1. a) Supondo que o processo de eletrólise tenha sido conduzido em uma solução aquosa de ouro (III) contendo excesso de íons cloreto em meio ácido, equacione a reação total do processo eletroquímico. Considere que no anodo forma-se o gás cloro. b) Supondo que tenha sido utilizada uma corrente elétrica constante de 2,5 amperes no processo eletrolítico, quanto tempo (em minutos) foi gasto para se fazer a deposição do ouro em uma medalha? Mostre os cálculos. 08. (Ufrrj/2007) Uma das utilidades da eletrodeposição está ligada ao revestimento de superfície. Podemos citar alguns processos: prateação, cromação, niquelação, douração, banho de estanho etc. Uma placa metálica é colocada em uma solução aquosa de sulfato de níquel II para fazer uma niquelação (eletrodeposição). Para recobrir a placa, utilizou-se uma corrente elétrica de 2A durante 1h 20 min 25 s. Calcule a massa de níquel metálico que foi depositada na placa. Dado: C = 1F. 5