Conteúdo: Eletrólise (ígnea, aquosa e aspectos quantitativos)

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1 3º Trimestre Sala de Estudo - Química Data: 30/10/17 Ensino Médio 2º ano classe: A_B_C Profª Danusa Nome: nº Conteúdo: Eletrólise (ígnea, aquosa e aspectos quantitativos) Questão 01 - (PUC Camp SP/2017) Cloreto de sódio, um composto iônico, é o principal componente do sal de cozinha, sendo retirado da água do mar. Já o sódio metálico não existe na natureza e, para obtê-lo, pode-se realizar a eletrólise ígnea do cloreto de sódio. Sabendo que o elemento sódio pertence ao grupo 1 da Tabela Periódica, quando se realiza a eletrólise ígnea para obtenção do sódio metálico, o número de oxidação desse elemento varia de a) 0 para 1. b) 1 para 0. c) 1 para +1. d) 0 para +1. e) +1 para 0. Questão 02 - (UNESP SP/2017) (www2.uol.com.br/sciam. Salina da região de Cabo Frio.) Nas salinas, o cloreto de sódio é obtido pela evaporação da água do mar em uma série de tanques. No primeiro tanque, ocorre o aumento da concentração de sais na água, cristalizando-se sais de cálcio. Em outro tanque ocorre a cristalização de 90% do cloreto de sódio presente na água. O líquido sobrenadante desse tanque, conhecido como salmoura amarga, é drenado para outro tanque. É nessa salmoura que se encontra a maior concentração de íons Mg 2+ (aq), razão pela qual ela é utilizada como ponto de partida para a produção de magnésio metálico. A obtenção de magnésio metálico a partir da salmoura amarga envolve uma série de etapas: os íons Mg 2+ presentes nessa salmoura são precipitados sob a forma de hidróxido de magnésio por adição de íons OH. Por aquecimento, esse hidróxido transforma-se em óxido de magnésio que, por sua vez, reage com ácido clorídrico, formando cloreto de magnésio que, após cristalizado e fundido, é submetido a eletrólise ígnea, produzindo magnésio metálico no cátodo e cloro gasoso no ânodo.

2 Dê o nome do processo de separação de misturas empregado para obter o cloreto de sódio nas salinas e informe qual é a propriedade específica dos materiais na qual se baseia esse processo. Escreva a equação da reação que ocorre na primeira etapa da obtenção de magnésio metálico a partir da salmoura amarga e a equação que representa a reação global que ocorre na última etapa, ou seja, na eletrólise ígnea do cloreto de magnésio. Questão 03 - (FUVEST SP/2016) Em uma oficina de galvanoplastia, uma peça de aço foi colocada em um recipiente contendo solução de sulfato de cromo (III) [Cr 2 (SO 4 ) 3 ], a fim de receber um revestimento de cromo metálico. A peça de aço foi conectada, por meio de um fio condutor, a uma barra feita de um metal X, que estava mergulhada em uma solução de um sal do metal X. As soluções salinas dos dois recipientes foram conectadas por meio de uma ponte salina. Após algum tempo, observou-se que uma camada de cromo metálico se depositou sobre a peça de aço e que a barra de metal X foi parcialmente corroída. A tabela a seguir fornece as massas dos componentes metálicos envolvidos no procedimento: a) Escreva a equação química que representa a semirreação de redução que ocorreu nesse procedimento. b) O responsável pela oficina não sabia qual era o metal X, mas sabia que podia ser magnésio (Mg), zinco (Zn) ou manganês (Mn), que formam íons divalentes em solução nas condições do experimento. Determine, mostrando os cálculos necessários, qual desses três metais é X. Note e adote: massas molares (g/mol) Mg... 24; Cr... 52; Mn... 55; Zn TEXTO: 1 - Comum à questão: 4 Considere o texto abaixo e as reações envolvidas no processo. Metalurgia pode ser denominado ao processo que produza um metal a partir de seu minério. Na metalurgia do alumínio (processo Hall-Héroult) o alumínio pode ser produzido através da eletrólise ígnea da bauxita (que contém óxido de alumínio) com eletrodos de grafite. Reações: 2 Al 2 O 3 (s) 4 Al 3+ (l) + 6 O 2 () 4 Al 3+ (l) + 12 e 4 Al(l)

3 6 O 2 (l) 12 e + 3 O 2 (g) 3 O 2 (g) + 3 C(s) 3 CO 2 (g) Q = i.t, 1F = 96500C; Al = 27 g/mol; O = 16 g/mol; C = 12 g/mol. Questão 04 - (ACAFE SC/2016) Considere as informações e os conceitos químicos e analise as afirmações a seguir. I. A produção do alumínio ocorre no ânodo. II. O gás oxigênio é produzido no cátodo que reage com a grafite do eletrodo, formando gás carbônico. III. A medida que a eletrólise acontece ocorre a diminuição da massa do eletrodo de grafite. IV. Na eletrólise ígnea do óxido de alumínio após 965 segundos com corrente elétrica (i) igual a 10 A produz 0,9 g de alumínio. Assinale a alternativa correta. a) Apenas a afirmação III está correta. b) Apenas I, II e III estão corretas. c) Apenas III e IV estão corretas. d) Apenas II e IV estão corretas. Questão 05 - (UDESC SC/2013) O alumínio é produzido por meio da eletrólise do óxido de alumínio, obtido pelo processamento da bauxita. A equação que representa a eletrólise é: 2Al O 4Al 3 Sobre esta reação, é correto afirmar que o: 2 3(s) (s) O 2 (g) a) O 2 é formado no cátodo. b) alumínio é oxidado. c) estado de oxidação do alumínio no Al 2 O 3 é +2. d) alumínio é reduzido. e) estado de oxidação do oxigênio no Al 2 O 3 é 3. TEXTO: 2 - Comum à questão: 6 O silício metalúrgico, purificado até atingir 99,99% de pureza, é conhecido como silício eletrônico. Quando cortado em fatias finas, recobertas com cobre por um processo eletrolítico e montadas de maneira interconectada, o silício eletrônico transforma-se em microchips. A figura reproduz uma das últimas etapas da preparação de um microchip.

4 As fatias de silício são colocadas numa solução de sulfato de cobre. Nesse processo, íons de cobre deslocam-se para a superfície da fatia (cátodo), aumentando a sua condutividade elétrica. ( Adaptado.) Questão 06 - (UNESP SP/2013) O processo de recobrimento das fatias de silício é conhecido como a) eletrocoagulação. b) eletrólise ígnea. c) eletrodeformação. d) galvanoplastia. e) anodização. Questão 07 - (Mackenzie SP/2017) Um dos modos de se produzirem gás hidrogênio e gás oxigênio em laboratório é promover a eletrólise (decomposição pela ação da corrente elétrica) da água, na presença de sulfato de sódio ou ácido sulfúrico. Nesse processo, usando para tal um recipiente fechado, migram para o cátodo (polo negativo) e ânodo (polo positivo), respectivamente, H 2 e O 2. Considerando-se que as quantidades de ambos os gases são totalmente recolhidas em recipientes adequados, sob mesmas condições de temperatura e pressão, é correto afirmar que Dados: massas molares (g mol 1 ) H = 1 e O = 16. a) o volume de H 2 (g) formado, nesse processo, é maior do que o volume de O 2 (g). b) serão formados 2 mols de gases para cada mol de água decomposto. c) as massas de ambos os gases formados são iguais no final do processo. d) o volume de H 2 (g) formado é o quádruplo do volume de O 2 (g) formado. e) a massa de O 2 (g) formado é o quádruplo da massa de H 2 (g) formado. Questão 08 - (FATEC SP/2017) Para a cromação de um anel de aço, um estudante montou o circuito eletrolítico representado na figura, utilizando uma fonte de corrente contínua.

5 Durante o funcionamento do circuito, é correto afirmar que ocorre a) liberação de gás cloro no anodo e depósito de cromo metálico no catodo. b) liberação de gás cloro no catodo e depósito de cromo metálico no anodo. c) liberação de gás oxigênio no anodo e depósito de platina metálica no catodo. d) liberação de gás hidrogênio no anodo e corrosão da platina metálica no catodo. e) liberação de gás hidrogênio no catodo e corrosão do aço metálico no anodo. Questão 09 - (FGV SP/2016) Em um experimento em laboratório de química, montou-se uma célula eletrolítica de acordo com o esquema: Usaram-se como eletrodo dois bastões de grafite, uma solução aquosa 1,0 mol.l 1 de CuSO 4 em meio ácido a 20 ºC e uma pilha. Alguns minutos, após iniciado o experimento, observaram-se a formação de um sólido de coloração amarronzada sobre a superfície do eletrodo de polo negativo e a formação de bolhas na superfície do eletrodo de polo positivo.

6 Com base nos potenciais de redução a 20 ºC, Cu 2+ (aq) +2e Cu (s) 2H + (aq) + 2e H 2 (g) O 2 (g) + 4H + (aq) + 4e H 2 O (l) + 0,34 V 0,00 V + 1,23 V É correto afirmar que se forma cobre no a) catodo; no anodo, forma-se O 2. b) catodo; no anodo, forma-se H 2 O. c) anodo; no catodo, forma-se H 2. d) anodo; no catodo, forma-se O 2. e) anodo; no catodo, forma-se H 2 O. Questão 10 - (UNESP SP/2017) Em um experimento, um estudante realizou, nas Condições Ambiente de Temperatura e Pressão (CATP), a eletrólise de uma solução aquosa de ácido sulfúrico, utilizando uma fonte de corrente elétrica contínua de 0,200 A durante 965 s. Sabendo que a constante de Faraday é C/mol e que o volume molar de gás nas CATP é ml/mol, o volume de H 2 (g) desprendido durante essa eletrólise foi igual a a) 30,0 ml. b) 45,0 ml. c) 10,0 ml. d) 25,0 ml. e) 50,0 ml. Questão 11 - (ITA SP/2017) Deseja-se depositar uma camada de 0,85 g de níquel metálico no catodo de uma célula eletrolítica, mediante a passagem de uma corrente elétrica de 5 A através de uma solução aquosa de nitrato de níquel. Assinale a opção que apresenta o tempo necessário para esta deposição, em minutos (dado= massa molar do níquel: 58,69) a) 4,3 b) 4,7 c) 5,9 d) 9,3

7 e) 17,0 Questão 12 - (UECE/2015) Duas células galvânicas ligadas em série contêm, respectivamente, íons Cu 2+ e Au 3+. No cátodo da primeira são depositados 0,0686 g de cobre. A massa de ouro que será depositada, ao mesmo tempo, no cátodo da outra célula, em gramas, será, aproximadamente, a) 0,140. b) 0,280. c) 0,430. d) 0,520. Questão 13 - (UFGD MS/2014) Na eletrólise da solução de AgNO 3 ocorre a deposição de prata metálica no cátodo, segundo a reação Ag + (aq) + e Ag(s). Se uma corrente elétrica de 1,50 A passa, durante 15 minutos, através da solução de íons prata, que massa de prata, em gramas, se deposita? Assinale a alternativa correta. (Dado: 1 mol de e = 9,65 x 10 4 C) a) 6,0 g b) 2,4 g c) 23 g d) 1,51 g e) 5,0 g GABARITO: 1) Gab: E 2) Gab: O processo de separação da água e dos sais é a cristalização fracionada e a propriedade específica que permite a separação dos componentes envolvidos é a solubulidade dos sais. Equação de formação do hidróxido de magnésio: 2 Mg (aq) 2OH (aq) Mg(OH) 2(s) Aquecimento do hidróxido de magnésio: Mg(OH) 2(s) MgO(s) H2O(g) Formação do cloreto de magnésio a partir do MgO(s): 1MgO(s) 2HCl (aq) 1MgC l2(aq) 1H 2O( l) Eletrólise ígnea do cloreto de magnésio:

8 MgCl (s) Mg catodo : Mg anodo : 2Cl 2 2 ( l) 2e ( l) Cl ( l) 0 Mg ( l) ( l) Cl (g) 2e global : MgCl (s) Mg( l) Cl (g) ) Gab: a) Como se observou depósito de uma camada de cromo metálico, pode-se deduzir que houve redução de íons cromo presentes no sistema: Cr 3+ (aq) + 3 e Cr(s) b) Massa de cromo depositado: 102,08 g 100 g = 2,08 g Cr e Cr 3 mol 1 mol 3 mol 50 g n 2,08 g n = 0,12 mol de e Massa de x corroída: 100 g 96,70 g = 3,3 g Como passa a mesma quantidade de elétrons no cátodo e no ânodo: X(s) X 2+ (aq) + 2e 1 mol 2 mol M 2 mol 3,3 g 0,12 mol M = 55 g O metal que possui massa mola 55 g/mol é o manganês. 4) Gab: C 5) Gab: D 6) Gab: D 7) Gab: A 8) Gab: A 9) Gab: A 10) Gab: D 11) Gab: D

9 12) Gab: A 13) Gab: D