Química A Extensivo V. 7

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1 Química A Extensivo V. 7 Exercícios Representação da pilha: Semirreação de redução: B e B 0 (Nox diminuiu reduziu). 07) A equação global é a soma das semirreações com o devido balanceamento. 3A 0 3A e 2B e 2B 0 3A 0 + 2B 3+ 3A B 0 08) A pilha é um processo espontâneo. processo inverso, no qual a corrente elétrica passa no sentido contrário e que não é espontâneo, denomina-se eletrólise. Quando se faz a indicação da pilha A 0 /A 2+ //B 3+ /B 0 se escreve no sentido da corrente elétrica, ou seja, primeiro o ânodo (onde ocorre oxidação perda de elétrons) e depois o cátodo (onde ocorre redução recebimento de elétrons). 01) xidação: A 0 /A 2+ Redução: B 3+ /B 0 02) Cátodo: polo positivo (onde chega elétrons negativos): B 3+ /B 0 03) Ânodo: polo negativo (de onde saem elétrons negativos): A 0 /A 2+ 04) Concentração aumentada: A. No eletrodo A, quando os elétrons saem da barra metálica, o A 0 transforma-se no cátions A 2+, que passa para a solução aumentando a sua concentração. Concentração diminuída: B. s elétrons que chegam ao eletrodo B são recebidos pelos cátions B 3+, que passam a se depositar sobre a lâmina, deixando a solução menos concentrada. 05) Massa aumentada: B. s elétrons que chegam ao eletrodo B são recebidos pelos cátions B 3+, que passam a se depositar sobre a lâmina, aumentando sua massa. Massa diminuída: A. No eletrodo A, quando os elétrons saem da barra metálica, o A 0 transforma-se no cátions A 2+ que passa para a solução. Com a saída de A 0 a massa do eletrodo diminui. 06) Semirreação de oxidação: A 0 A 2+ (Nox aumentou oxidou). 09) B Pela análise das equações, conclui-se que os potenciais apresentados são potenciais de redução. Como o maior potencial de redução é o ferro ( 0440), conclui-se que este irá reduzir e consequentemente o zinco irá oxidar. Assim, mantém-se a equação de redução do ferro e faz-se a inversão da equação do zinco, para assim representar sua oxidação: Fe 2+ Fe 0 Zn 0 Zn 2+ Zn 0 + Fe 2+ Zn 2+ + Fe 0 ΔE = +0,763 0,440 = +0,323 V E = 0,440 V E = +0,763 V 10) a) Para que o metal possa reagir com ácido produzindo H 2, é necessário que o metal possa deslocar o hidrogênio. Isso ocorrerá caso o metal seja mais reativo que o hidrogênio. Para isso ele precisa oxidar mais facilmente (deve ter maior potencial de oxidação, ou menor potencial de redução). M + 2HX MX Dentre os metais apresentados, possuem menor potencial de redução que o hidrogênio (E = 0,00 v) o zinco (E = 0,76 v) e o magnésio (E = 2,73 v). b) Mg S 4 MgS 4 11) B, C, D e E a) Errada. s elétrons saem do eletrodo B. Assim, o B 0 na barra metálica transforma-se em B 3+ e passa para a solução aumentando sua concentração. b) Certa. A oxidação é a perda de elétrons, que ocorre no eletrodo B. c) Certa. s elétrons migram para o polo positivo, denominado cátodo. d) Certa. Química A 1

2 e) Certa. s elétrons saem do eletrodo B. Assim, o B 0 na barra metálica transforma-se em B 3+ e passa para a solução. Desse modo, a massa do eletrodo diminui, representando sua corrosão. 12) C Pela análise das equações, conclui-se que os potenciais apresentados são potenciais de oxidação. Como o maior potencial de oxidação é do lítio (+3,04 V), conclui-se que o lítio irá oxidar e consequentemente o iodo irá reduzir, xidação polo negativo ânodo: Li 0 Li + + e Redução polo positivo : I 2 2I agente oxidante é a espécie que sofre a redução (I 2 ) e o agente redutor é a espécie que sofre a oxidação (Li 0 ) 13) D Na equação I percebe-se que o chumbo reduz na presença de ferro enquanto que na equação II observa-se que o zinco oxida na presença de ferro. Isso leva a concluir que o zinco oxida mais facilmente, ou seja, é melhor agente redutor que o chumbo. Quando zinco e chumbo estiverem juntos, é esperado que o chumbo seja reduzido pelo zinco, que deve oxidar. 14) 29 xidação polo negativo ânodo: Cu 0 Cu 2+ Redução polo positivo : Ag + + e Ag Certa. Com a saída dos elétrons do fio de cobre, o Cu 0 se transforma em Cu 2+ que vai para a solução, tornando-a azulada. 02. Errada. s elétrons saem do fio de cobre em direção aos íons de prata da solução. 04. Certa. Ao receber elétrons, os íons de prata transformam-se em prata metálica, que se deposita sobre o fio. 08. Certa. cobre sofre oxidação onde doa elétrons. 16. Certa. Na reação o Ag + sofre redução. Assim, é o agente oxidante. 15) F V V Pela análise das equações, conclui-se que os potenciais apresentados são potenciais de redução. Como o maior potencial de redução é o da prata (+0,80 V), conclui-se que a prata irá reduzir e consequentemente o cobre irá oxidar. Dessa forma, mantém-se a equação de redução da prata e faz-se a inversão da equação do cobre, para assim representar sua oxidação. 2Ag + 2Ag 0 Cu 0 Cu 2+ 2Ag + + Cu 0 Cu Ag 0 E = +0,80 V E = 0,34 V ΔE = +0,80 0,34 = +0,46 V (F) A semirreação de redução será 2Ag + 2Ag 0 (V) (V) A solução fica azulada pelo aumento da quantidade de íons Cu 2+ e a decomposição de prata metálica (Ag 0 ) ocorrerá no fio. 16) A, B e C a) Certa. A diferença de potencial, como o nome diz, é a diferença dos potenciais padrões que independem da concentração das soluções. b) Certa. À medida que a pilha funciona, a ddp vai diminuindo até chegar a zero, quando a pilha para de funcionar. c) Certa. cátodo é o polo positivo. Como os elétrons são negativos, migram em direção ao polo oposto. d) Errada. No ânodo ocorre a oxidação (perda de elétrons). ânodo é polo negativo. e) Errada. nde ocorre a oxidação, o metal se transforma em íons e passa para a solução. Assim, a massa do eletrodo diminui. 17) C Para que a pilha funcione, é necessária a presença da ponte salina a fim de permitir a neutralização das soluções. Somente o item C contém a ponte montada corretamente, permitindo a passagem de íons para as soluções, provenientes de um sal (KN 3 ). 18) Certa. Diferença de potencial: +0,40 ( 0,83) = +0,40 + 0,83 = +1,23 V. 02. Errada. potencial de redução da reação 1 é menor ocorre oxidação. A oxidação ocorre no ânodo. potencial de redução da reação 2 é maior ocorre redução. A redução ocorre no cátodo. Na reação 1 forma-se água (no ânodo) e na reação 2 forma-se (no cátodo). 04. Errada. Equação global da pilha: 2H 2(g) + 2(g) 2H 2 ( l) 0 +1 xidação (H2 é agente redutor) 08. Certa. 16. Errada. Na análise das semirreações, observa-se que o formado na reação de redução é consumido na reação de oxidação: 2(g) + 2 H 2 (l) + 4e 4 H ( aq) Semirreação de redução 4 H ( aq) 2H 2(g) + 2(g) + 2H2(g) 4 H 2 (l) + 4e Semirreação de oxidação 2H 2 (l) 32. Certa. ânodo é negativo e o cátodo é positivo, então os elétrons migram saindo do polo negativo em direção ao polo positivo. 64. Errada. Na associação em série, para a voltagem total, somam-se as voltagens de cada pilha. Assim, a voltagem total será 6 x 1,23 = 7,38 V. 2 Química A

3 19) a) xidação: Fe (s) Fe 2+ ( aq) E = +0,44 V Redução: 1/2 2(g) (l) 2H (aq) E = +0,41 V ΔE = +0,85 V 0 xidação: Zn ( s) Zn 2+ ( aq) E = +0,76 V Redução: Fe 2+ 0 ( aq) Fe ( s) E = 0,44 V ΔE = +0,32 V b) Das reações apresentadas, o oxigênio possui maior potencial de redução (tendência a reduzir). Ao reduzir, o oxigênio promove a oxidação de outra espécie. Então, reduzindo muito facilmente ele é um ótimo agente oxidante. 20) D ΔE = E Red E xi 0,46 = E Red Ag 0,34 V E Red Ag = 0,46 + 0,34 E Red Ag = 0,80 V 21) V V F F F 22) E (V) Nox da prata aumenta de 0 (Ag 0 ) para +1(Ag 2 S). (V) Na reação o alumínio oxida (perde elétrons), sendo portanto o ânodo. (F) Na reação entre prata e alumínio, quem oxida é o alumínio, que é um metal menos nobre que a prata. Assim, o potencial de oxidação do alumínio é maior. (F) detergente serve apenas para retirar a gordura do objeto, facilitando a reação entre alumínio e sulfeto de prata. (F) alumínio oxida mais facilmente que a prata, sendo assim mais reativo. a) Errada. chumbo é elemento representativo (família A). b) Errada. mercúrio na temperatura ambiente é líquido. c) Errada. s metais pesados são muito reativos e bioacumuláveis. Trata-se de um grupo de elementos metálicos entre o cobre e o chumbo que possuem alta densidade (acima de 4,0 g/cm 3 ). d) Errada. Mesmo contendo outros materiais, as pilhas não são biodegradáveis e por isso devem integrar um lixo especial. e) Certa. 23) D polo da bateria ligado ao carro deve ser o polo positivo, pois pode receber elétrons evitando assim a oxidação. 24) A a) Errada. Na equação I o oxigênio sofre oxidação sendo, portanto, agente redutor, enquanto que o hidrogênio sofre redução agente oxidante. b) Certa. + II H 2 2(aq) 2(g) + 2H ( aq) E = 0,69 V + III H 2 2(aq) + 2H ( aq) 2H 2 E = +1,77 V 2H 2 2(aq) 2H 2 + 2(g) E = +1,08 V c) Certa. Nox do oxigênio aumenta de 1 para 0 oxidação. Então o peróxido de hidrogênio funciona como agente redutor. d) Certa. e) Certa. 3% em massa Para 1000 g de solução, 30 g é de H 2 2 (3%) 2H 2 2 2H (2 mol) 68 g 24,5 L (1 mol) 30 g x x = 10,8 L 20 volumes libera 20 L de 2 por litro de solução. Essa água oxigenada é aproximadamente 10 volumes. 25) 39 26) E 01. Certa. potencial de redução do iodo é maior que o do zinco. Assim, o iodo irá reduzir e o zinco oxidar. Ao reduzir, o I 2 forma I que é incolor. 02. Certa. potencial de redução da prata é maior que o do iodo. Assim, a prata irá reduzir e o zinco oxidar. Ao oxidar, o iodo permanece na forma de I 2, que é colorido. 04. Certa. potencial de redução do iodo é maior que a do níquel. Assim, o iodo irá reduzir e o níquel oxidar. Ao reduzir, o I 2 forma I, que é incolor. 08. Errada. potencial de redução da prata é maior que o do iodo. Assim, a prata tende a reduzir e o iodo a oxidar. A prata metálica já é a forma reduzida da prata e assim não pode receber mais elétrons do iodeto (I ). A solução permanecerá incolor. 16. Errada. potencial de redução do iodo é maior que o do níquel. Assim, o iodo tende a reduzir e o níquel a oxidar. Ao reduzir, o I 2 forma I, que é incolor, ou seja, a coloração desaparece. 32. Certa. potencial de redução do hipoclorito é maior que o do iodo. Assim, o hipoclorito irá reduzir e o iodo oxidar. Ao oxidar, o iodo permanece na forma de I 2, que é colorido. a) Errada. Nox do Mg 0 aumenta (oxidação). Assim, é agente redutor. b) Errada. Nox do Fe 2+ diminui (redução). c) Errada. ânodo é onde ocorre perda de elétrons (oxidação) Mg 0 / Mg 2+. Química A 3

4 d) Errada. A solução ficará mais concentrada, na medida em que Mg 0 se transforma em Mg 2+, indo para a solução. e) Certa. s elétrons chegam até o cátodo e passam para a solução que contém Fe 2+, que se transformará em Fe 0, depositando-se sobre o eletrodo. tem preferência de descarga em relação ao K +, e o tem preferência em relação ao. ânodo: 2 Cl 2(g) Cátodo: 2 H 2(g) 31) Solução aquosa de ácido sulfúrico: H 2 S 4 27) 67 Maior potencial de redução: Ni. sofrerá redução Menor potencial de redução: Cd(H) 2 sofrerá oxidação ânodo. Ddp = 0,52 ( 0,82) = +1,34 V 1,34 x 50 = 67 28) C potencial de redução do cloro é maior que o do bromo e o do iodo. Assim, ele irá reduzir e promover a oxidação de Br e I. Em relação ao flúor, este possui maior potencial de redução, promovendo a oxidação do cloro. 29) KCl fundido: descarrega no ânodo e o tem preferência em relação ao S 4 2. ânodo: 2 2e + 1/2 2(g) Cátodo: 2 H 2(g) 32) Solução aquosa de soda cáustica: NaH Cátodo: 2K + K 2(s) ânodo: 2 Cl 2(g) 30) KCl aquoso: tem preferência de descarga em relação ao Na + e o ânodo descarrega o. ânodo: 2 2e + 1/2 2(g) Cátodo: 2 H 2(g) 33) Solução aquosa de hidróxido de magnésio: Mg(H) 2 4 Química A

5 tem preferência de descarga em relação ao Mg 2+ e o ânodo descarrega o. ânodo: 2 2e + 1/2 2(g) Cátodo: 2 H 2(g) 34) Solução aquosa de nitrato de sódio: NaN 3 tem preferência de descarga em relação ao Na + e no ânodo o tem preferência em relação ao N 3. ânodo: 2 2e + 1/2 2(g) Cátodo: 2 H 2(g) Ag + tem preferência de descarga em relação ao e no ânodo tem preferência em relação ao N 3. ânodo: 2 2e + 1/2 2(g) Cátodo: Ag + + e Ag (s) 37) E transporte atualmente constitui uma grande despesa para qualquer empresa. Ao submeter a bauxita ao processo de eletrólise, obtém-se alumínio puro e descarta-se o resíduo que representa mais de 50% da massa total. Por isso, às indústrias procuram se estabelecer próximo às jazidas de bauxita. 38) E eletrólise do sulfato de sódio aquoso: Na 2 S 4 35) Sulfato de sódio aquoso: Na 2 S 4 tem preferência de descarga em relação ao Na + e no ânodo o tem preferência em relação ao S 4 2. ânodo: 2 2e + 1/2 2(g) Cátodo: 2 H 2(g) tem preferência de descarga em relação ao Na + e no ânodo o tem preferência em relação ao S 4 2. ânodo: 2 2e + 1/2 2(g) Cátodo: 2 H 2(g) 36) Nitrato de prata aquoso: AgN 3 39) C Q = i. t (tempo em segundos) Q = Q = C Na Na + + 1e 23 g 1 mol = C x g C x = 4,29 g 40) B Al e Al 3 mol 27 g C 27 g x C 2,7 g 27. x = x = Química A 5

6 41) B 80% em massa 80 g em 100 g de solução. NaH 1 mol 40 g x mol 80 g x = 2 mol 1 mol 1 Faraday 2 mol y y = 2 F 42) D Ag Ag + + e 108 g C (1 mol) (1F) x g C x = 5,4 g 43) D Para a realização do exercício, considerar os polos invertidos conforme esquema: (F) Cu 2+ bivalente. Cr 3+ trivalente. A carga é equivalente a 2 mol de elétrons. Cromo metálico 3 mol de elétrons. 2 = 0,66... mol 3 (V) 1 mol de e = 1F = C (F) Na eletrólise a energia elétrica é transformada em energia química não espontâneo. 45) B Menor potencial de oxidação: prata E = 0,80 V cátodo Maior potencial de oxidação: zinco E = +0,76 V ânodo ddp = 0,76 ( 0,80) = 1,56 V 46) E Cobre Maior potencial de redução reduzirá (ganha e) Cu 2+ Cu 0 Níquel Menor potencial de redução oxidará (perde e) Ni 0 Ni 2+ a) Certa. Níquel oxida (perde) cobre reduz (ganha). b) Certa. Gera íons para manter as soluções neutras. c) Certa. Níquel oxida no ânodo. d) Certa. Cobre reduz no cátodo. e) Errada. correto é: I. Certa. eletrodo 1 é o ânodo (positivo oxidação): 2Cl ( aq) Cl 2(g) II. Certa. No eletrodo 2 ocorre redução: 2 ( aq) H 2(g) A solução fica alcalina (excesso de ), o que dá a tonalidade rósea na presença fenolftaleína. III. Errada. cloreto ( ) oxidou-se no eletrodo 1. 44) F V F V F V F (F) Q = i. Δt Se Q = i. Δ t. 2 a carga não é 2 alterada. Assim, a quantidade de cobre depositada também não seria alterada. (V) cobre é bivalente (Cu 2+ ). Então a carga usada para depositar 1 mol de cobre pode proporcionar a deposição de 2 mol de prata que é monovalente (2Ag + ). (F) Q = 2. i. 2. Δt a massa de cobre depositada seria 4 vezes maior. (V) cátodo é o polo negativo, onde ocorre chegada de elétrons (redução). Cu 2+ redução Cu 0 depositado 47) B Com mais adição de CuS 4, haverá mais íons Cu 2+ que podem reduzir, aumentando o potencial. 48) C I. Certa. II. Errada. Nas pilhas a energia química é convertida em energia elétrica. III. Certa. 49) C Cobre possui maior potencial de redução (+0,034 V). Assim, em uma pilha, sofrerá redução (recebe elétrons). Isso ocorre no cátodo (polo positivo). A ddp é +0,034 ( 0,76) = +0,794 V 50) E xigênio possui potencial de redução maior irá reduzir (ganha elétrons no cátodo). Será o agente oxidante. zinco oxida no ânodo. A massa de zinco metálico diminui e aumenta Zn(H) 2 ddp = +0,40 ( 1,25) = +0,40 + 1,25 = +1,65 V 6 Química A

7 51) D Para que ocorra a reação, o elemento metálico deve ser mais reativo que o metal na forma de cátion (ou o hidrogênio) para assim poder deslocá-lo. 52) C a) Cu é mais reativo que Ag ocorre. b) Al é mais reativo que H ocorre. c) Mg é menos reativo que Fe ocorre. d) Zn é menos menos que Na não ocorre. e) Na é mais reativo que H ocorre. I. Errada. ferro sofre oxidação processo químico. II. Certa. III. Errada. ferro metálico perde elétrons e assume a forma iônica. IV. Certa. zarcao, ou tetróxido de chumbo, é um conhecido anticorrosivo, onde o chumbo atua como metal de sacrifício. 53) C metal ao ser dissolvido, na verdade é oxidado: Fe 0 Fe 2+ Zn 0 Zn 2+ metal será mais dissolvido na presença de um oxidante mais forte. 54) E De acordo com o enunciado, o cobre sofrerá redução formando pilha com qualquer um dos outros metais. Assim, deve ter o maior potencial de redução. Quanto maior for o potencial de oxidação do outro metal, maior será a d.d.p.. Assim, pode-se estabelecer a ordem de potencial de oxidação: Pb < Ni < A l < Mg rdem crescente de potencial de oxidação Como oxidação ocorre no ânodo: a) Errada. Entre Ni e Pb, Ni tem maior potencial de oxidação será no ânodo. b) Errada. Entre Mg e Pb, Mg tem maior potencial. c) Errada. Entre Mg e Al, Mg tem maior potencial. d) Errada. Entre Al e Ni, Al tem maior potencial. e) Certa. Entre Pb e Al, Al tem maior potencial será o ânodo. 55) C A solução torna-se mais concentrada pois permanecem os íons Mg e S 4 e saem H 2 e 2, representando saída de água, num efeito inverso ao da diluição. 56) C ΔE = +1,05 ( 0,35) ΔE = +1,05 + 0,35 ΔE = +1,40 V 57) E A espécie mais oxidante é a que reduz mais facilmente, ou seja, a que possui maior potencial de redução Cl 2 (+1,4). 58) C d.d.p. = +0,80 ( 0,14) d.d.p. = +0,80 + 0,14 d.d.p. = +0,94 V 59) E Cr tem maior potencial de oxidação oxida no ânodo (alternativa a está correta). d.d.p. = +0,75 ( 0,80) d.d.p. = +0,75 + 0,80 d.d.p. = +1,55 Volt (alternativa b está correta) Cr Cr e e) Errada. s elétrons passam do eletrodo de crômio (oxidação) para o eletrodo de prata (redução). 60) B Potencial de redução: Cu 2+ +0,34 V reduz facilmente, oxida mais dificilmente Cd 2+ 0,40 V reduz menos, oxida mais facilmente * Como a prata é mais nobre, é mais difícil de oxidar potencial de oxidação menor potencial de redução maior Cd > Cu > Ag rdem decrescente de potencial de oxidação d.d.p. = +0,34 ( 0,40) d.d.p. = +0,34 + 0,40 d.d.p. = +0,74 V 61) Errada. corre oxidação (perda de elétrons que vão para o eletrodo de prata). 02. Certa. bservável na figura. 04. Certa. cobre sofre oxidação agente redutor. 08. Certa. 16. Certa. +0,80 0,34 = 0,46 V 32. Errada. A pilha deve ser representada no sentido da corrente elétrica: ânodo cátodo: Cu 0 / Cu 2+ // Ag + / Ag 0 Química A 7