EXERCÍCIOS SOBRE PILHAS E ELETRÓLISE 1) (UNESP) Nas obturações dentárias, os dentistas não podem colocar em seus pacientes obturações de ouro e de amálgama muito próximas, porque os metais que constituem a amálgama (uma liga de prata, zinco, estanho, cobre e mercúrio) são todos mais eletropositivos que o ouro e acabariam transferindo elétrons para esse metal através da saliva, podendo levar à necrose da polpa dentária. Das semi-reações dos metais que constituem a amálgama, a que apresenta o metal mais reativo é: a) Ag (s) Ag + + 1e E =,8 V b) Sn (s) Sn + + e E = +,14 V c) Hg (s) Hg + + e E =,85 V d) Zn (s) Zn + + e E = +,76 V e) Cu (s) C ) (FGV RJ) Numa pilha Niº/Ni + //Ag + /Agº, sabemos que o níquel cede elétrons para o eletrodo de prata e, daí, para os cátions prata (Ag + ). Logo:. a) a equação da reação é: Agº Ni Ag Niº b) o eletrodo de prata é o pólo negativo. c) o eletrodo de prata será corroído. d) o eletrodo de níquel irá aumentar. e) a concentração de Ni + na solução irá aumentar. Com base nas informações contidas na figura, estão corretas as proposições: 1) A oxidação ocorre no eletrodo de cobre. ) No circuito externo, os elétrons deslocam-se do eletrodo de prata para o eletrodo de cobre. 4) O eletrodo de prata é o cátodo. 8) O potencial da célula nas condições descritas acima é igual a,46 V 16) A célula acima pode ser representada por Ag (s) Ag + (1 mol L 1 ) Cu + (1 mol L 1 ) Cu (s) a 5 ºC 5) (UEG GO) Pilha é um gerador no qual uma reação química espontânea produz energia elétrica. Isso é conseguido através de uma reação de redox, separando o oxidante e o redutor em compartimentos diferentes e fazendo a transferência de elétrons através de um circuito externo. Observe a pilha abaixo: Fe Al ) (PUCCamp SP) No ano de foram comemorados os anos de existência da pilha elétrica, invento de Alessandro Volta. Um dos dispositivos de Volta era formado por uma pilha de discos de prata e de zinco, sendo que cada par metálico era separado por um material poroso embebido com uma solução ácida. É daí que veio o nome "pilha", utilizado até hoje. Considerando que: (Ag o,ag + ); (1/H, H + ); (Zn o,zn + ) potencial de oxidação cresce Na pilha de Volta, a espécie redutora deve ser, a) Zn d) Ag b) Zn + e) H c) H + 4) (UEPG PR) Considere a célula eletrolítica representada a seguir. SO 4 - SO 4 - Dados: Fe (s) Fe + + e +,44 V. Al (s) Al + + e + 1,66 V. A respeito da pilha acima, considere as afirmativas a seguir: I. A solução que banha a lâmina de Al é de sulfato de alumínio. II. Os elétrons vão da placa de alumínio para a placa de ferro. III. O pólo negativo é a placa de ferro. IV. Ocorre diminuição de massa da placa de alumínio. Marque a alternativa CORRETA: a) Apenas as afirmativas I, II e III são verdadeiras. b) Apenas as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. c) Apenas a afirmativa I é verdadeira. d) Apenas a afirmativa IV é verdadeira. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. Ag + Ag Eº =,8 V Cu + Cu Eº =,4 V 1 Valério Sociologia 1
6) (UEM PR) Considere uma célula eletroquímica montada com os elementos a seguir, com seus respectivos potenciais-padrão de redução (em Volts) e assinale a(s) alternativa(s) correta(s). J + + e J E =,44 G + e G E = +,87 1) O elemento G é o agente oxidante. ) O elemento J é o que sofrerá oxidação. 4) A diferença de potencial de uma pilha ( E ) montada com os elementos acima é igual a +,4 V. 8) O elemento J se oxida espontaneamente na presença do elemento G. 16) O potencial-padrão de oxidação do elemento J é igual a +,44 V. 7) (UEPG PR) A galvanização é um processo de proteção do ferro ou do aço através de um revestimento com zinco metálico, que atua como uma fina película para evitar corrosão ou ferrugem. Considerando as equações e os potenciais abaixo, assinale o que for correto. Fe + + e Fe(s) E o red =,44 V Zn + + e Zn(s) E o red =,76 V 1) O ferro tem potencial de redução (E o ) menor que o zinco, e assim, maior tendência em receber elétrons. ) O zinco depositado reveste a superfície do ferro, impedindo seu contato com o ar úmido ou com a água, que contem oxigênio. 4) Na superfície galvanizada o zinco doa elétrons como se fosse um ânodo em uma pilha. 8) Se a superfície galvanizada é riscada ou removida, o ferro exposto ao ar é oxidado a Fe +. 16) O zinco é empregado na galvanização por ser um redutor mais forte que o ferro. 8) (FATEC SP-Adaptado)A indústria automobilística está desenvolvendo, para a movimentação de veículos, novas tecnologias que são mais limpas e econômicas do que as usadas atualmente com os atuais combustíveis fósseis. Uma das possibilidades é uma pilha composta por dois terminais, onde são injetados oxigênio e hidrogênio. Esses gases passam por um material poroso (níquel) para um meio rico em íons OH que catalisam o processo a ºC. Abaixo, são mostradas as meia reações-padrão de redução que ocorrem na pilha e os respectivos potenciaispadrão HO( ) e H(g) OH O (g) HO( ) 4e 4OH,8V,4V 1) A reação global da pilha é: H O H (g) (g) O( ) ) O valor da ddp é de +,4V 4) O valor da ddp é de +1,V. 8) Considerando que, durante 1 hora de operação dessa pilha, foram gerados 54g de água como subproduto, a quantidade de mols de O (g) injetado na pilha, durante esse período, foi de,15. 16) Considerando que durante 1 hora de operação dessa pilha foram gerados 54g de água como subproduto, a quantidade de mols de O (g) injetado na pilha durante esse período foi de 1,5. 9) (FFFCMPA RS) Os potenciais de redução padrão dos elementos químicos níquel, prata, manganês e cobre são dados a seguir: Mn Ni Cu Ag e e e e Ag Mn Ni Cu Eº Eº Eº Eº 1,18V,5V,4V,8V Assinale a alternativa correta no que diz respeito aos sistemas eletroquímicos construídos com estas substâncias. a) Uma pilha padrão formada pelo par metálico prata e cobre produzirá uma DDP de 1,14 Volts. b) Ao se mergulhar uma barra de prata metálica (Ag ) em solução aquosa de manganês (Mn + ) ocorrerá, espontaneamente, a redução da prata. c) Uma pilha padrão formada pelo par metálico manganês e cobre produzirá uma DDP de,8 Volts. d) Ao se mergulhar uma barra de níquel metálico (Ni ) em solução aquosa de prata (Ag + ) ocorrerá, espontaneamente, a redução da prata. e) Não haverá reação de oxi-redução numa pilha que possua o par metálico níquel e manganês. 1) (UFG GO) Observe o esquema a seguir: Dados os potenciais padrões de redução: Zn + + e - Zn o E o =),76V Cu + + e - Cu o E o = +,4V De acordo com o esquema e os dados acima, é correto afirmar-se que: 1) os elétrons percorrem o circuito em direção ao eletrodo de zinco; ) o eletrodo de cobre é o cátodo; 4) a reação que ocorre pode ser representada por: Zn o + Cu + Zn + + Cu o 8) a massa do eletrodo de cobre aumenta; 16) a diferença de potencial é de -,4V. Valério Sociologia 1
11) (ITA SP) Corrente elétrica flui através do circuito, representado na figura abaixo, quando a chave S é fechada. Assinale a opção que contém a afirmação ERRADA a respeito do que ocorre no sistema após a chave S ser fechada : a) o fluxo de corrente elétrica ocorre no sentido do semicélula-ii semicélula-i b) a diferença de potencial entre os eletrodos M /M + e M 1 /M+ 1 diminui. c) o eletrodo M 1 /M + 1 apresentará um potencial menor do que o eletrodo M /M + d) ao substituir a ponte salina por um fio de cobre a diferença de potencial entre os eletrodos será nula. e) a concentração dos íons M + na semicélula II diminui. 1) (UEM PR) Considerando a pilha representada por Ni /Ni + //Cu + /Cu, dado que o potencial de oxidação do níquel é,5 V e do cobre é -,4 V, é correto afirmar que a) o cobre sofre oxidação. b) a reação global da pilha é Ni + Cu + + e Ni + + Cu c) o ânodo corresponde à semicélula de níquel. d) a força eletromotriz dessa pilha é -,59 V. e) o eletrodo de cobre sofrerá uma diminuição de massa. 1) (PUC RS) A pilha eletroquímica esquematizada abaixo contém duas lâminas metálicas, uma de magnésio e outra de cobre, imersas em soluções de concentração 1 mol/l de seus respectivos sulfatos. As lâminas estão unidas por fios condutores que contêm um medidor de voltagem. A montagem inclui uma ponte salina preenchida com solução saturada de KC. A reação que ocorre na pilha eletroquímica pode ser representada pela equação química: Mg(s) + Cu + Mg + + Cu(s) Com base nessas informações, são feitas as seguintes afirmativas: I) O potencial de redução do eletrodo de Cu + /Cu(s) é menor do que o do eletrodo Mg + /Mg(s). II) Admitindo-se um comportamento ideal das soluções, um aumento da concentração molar da solução de CuSO 4 favorece a reação normal da pilha e aumenta, em conseqüência, o potencial desta. III) Um aumento no tamanho da placa de magnésio metálico empregada na montagem influencia no potencial fornecido pela pilha. IV) O eletrodo de magnésio é o ânodo da pilha, portanto ocorrerá desgaste da placa metálica. Pela análise das afirmativas, conclui-se que somente estão corretas a) I e II b) I e III c) II e IV d) III e IV e) II, III e IV 14) (PUC RJ) Dados os potenciais normais de redução abaixo Au + + e Au E = 1,5 V Fe + + e Fe E = -,44 V Sn + + e Sn E = -,14 V Hg + + e Hg E =,85 V observe as equações que também referem-se às condições normais: I. Au + Fe + Fe +Au + II. Sn + Hg + Sn + + Hg III. Au + + Hg Hg + + Au IV. Sn + Fe - Fe + Sn + pode-se afirmar que aquelas que estão representando reações no sentido espontâneo são a) I e IV b) II e III c) I e II d) III e IV e) II e IV Valério Sociologia 1
15) (UFBA) A figura abaixo representa uma pilha de combustível hidrogênio-oxigênio, muito utilizada em veículos espaciais. Esse tipo de pilha tem por base as semi-reações apresentadas na tabela a seguir. Semi-reação Potencial Redução Padrão de Redução, Eº (V) H O (l) + e H (g) + OH,8 O (g) + H O (l) + 4e 4OH,4 (Fonte: PERUZZO & CANTO, p. 15.) Considerando-se essas informações, pode-se afirmar: 1) A diferença de potencial da pilha é + 1,V. ) No cátodo da pilha, forma-se água e, no ânodo, OH. 4) Na pilha, a água é o agente redutor. 8) A reação global da pilha é H (g) + O (g) H O(l). 16) Durante o funcionamento da pilha, acumula-se OH. ) Na pilha, a corrente de elétrons flui do ânodo para o cátodo. 64) Uma bateria formada por associação em série de 6 pilhas de combustível hidrogênio oxigênio fornece 6, V de tensão. 17) (UFMS) Considere a pilha, Al (s) / Al + // Cu + / Cu (s), em regime de descarga, com ponte salina de KCl conectando internamente as soluções aquosas 1mol L 1, dos respectivos cloretos de Al + e de Cu +, e com os eletrodos de Al (s) e Cu (s), imersos nas próprias soluções, conectados externamente por fio condutor, intercalado por um voltímetro. Sabendo-se que os potenciais de redução dos cátions desses metais são, a 5ºC, Al + + e Al (s) E 98K = 1,66V Cu + + e Cu (s) E 98K = +,4V é correto afirmar que 1) a reação global da pilha será Al (s) + Cu + Al + + Cu (s), com E 98K = 1,V, no início da descarga, ou seja, na condição-padrão. ) não haverá diferença de potencial entre os eletrodos quando o equilíbrio for atingido. 4) o eletrodo positivo de cobre é o ânodo. 8) há transferência de elétrons do ânodo para o cátodo no circuito fechado externo. 16) os íons alumínio são reduzidos a alumínio metálico. 18) (UFSC) 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. 16) (UEPG PR) Uma placa de certo metal M é imersa numa solução aquosa de CuSO 4. Após determinado tempo, observa-se a deposição de cobre metálico sobre ela, e ainda, que a solução, inicialmente azul, vai perdendo sua coloração. Sobre este experimento, assinale o que for correto. 1) O metal M perde elétrons e forma cátions, que permanecem em solução. ) O metal M é mais nobre que o cobre. 4) O metal M sofre oxidação, cedendo elétrons para os cátions cobre (Cu + ) da solução. 8) O cobre metálico age como oxidante na reação. 16) Os cátions cobre (Cu + ) reduzem o metal M da placa. 4 Adaptado de: MARTIMER, E. F; MACHADO, A. H. Química para o ensino médio. Vol. único. São Paulo: Scipione,, p. 7. De acordo com as informações do enunciado e da figura acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 1) O gás hidrogênio atua na pilha como agente oxidante. ) A diferença de potencial elétrico padrão da pilha é + 1, V. 4) O oxigênio sofre redução. 8) A obtenção de energia elétrica neste dispositivo é um processo espontâneo. 16) A equação global da pilha no estado padrão é H (g) + O (g) H O(l). ) A diferença de potencial elétrico padrão da pilha é +,4 V. Valério Sociologia 1
19) (UFPR) Para a proteção contra corrosão de tubos metálicos, é comum o uso de eletrodos de sacrifício (blocos metálicos conectados à tubulação). Esses blocos metálicos formam com a tubulação uma célula eletroquímica que atua como ânodo de sacrifício, fornecendo elétrons aos tubos metálicos para impedir sua corrosão, conforme representado na figura abaixo. Semi - reação de redução Zn e Zn(s) Fe e Fe(s) Cu e Cu(s) Ag e Ag (s) Eº (V),76,44,4,8 Usando a tabela de potenciais-padrão de redução, considere as seguintes afirmativas: 1. A reação química que ocorre no ânodo de sacrifício é a reação de oxidação.. Se a tubulação (metal 1) for de ferro, o ânodo de sacrifício (metal ) pode ser feito de zinco.. Se a tubulação (metal 1) for de cobre, o ânodo de sacrifício (metal ) pode ser feito de prata. 4. O metal usado no eletrodo de sacrifício será o agente redutor na reação eletroquímica. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. b) Somente a afirmativa é verdadeira. c) Somente as afirmativas 1 e são verdadeiras. d) Somente as afirmativas, e 4 são verdadeiras. e) Somente as afirmativas 1, e 4 são verdadeiras. ) (UFSC) A ferrugem é um processo de corrosão conhecido que pode causar impacto econômico significativo, pois boa parte do ferro produzido anualmente é utilizada para repor objetos de ferro descartados. Alguns fatores externos, como a presença de oxigênio, água e sais no meio, podem acelerar a formação da ferrugem (Fe O.H O), uma substância insolúvel em água. A corrosão do ferro é por natureza um processo eletroquímico, representado pelas semi-reações a seguir: Fe ( aq) + e Fe (s) E =,44 V O (g) + 4 H ( aq) + 4 e H O (l) E = +1, V De acordo com as informações acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 1) O ferro metálico atua como cátodo neste processo de óxido-redução. ) A diferença de potencial elétrico padrão do processo de corrosão é +1,67 V. 4) O ferro metálico é facilmente oxidado porque seu potencial padrão de redução é menos positivo que aquele para a redução do oxigênio. 8) A diferença de potencial elétrico padrão do processo em questão é +,79 V. 16) No processo de oxidação do ferro metálico, o oxigênio atua como redutor. ) Na formação da ferrugem, íons Fe ( aq) são oxidados a Fe ( aq). 1) (UEM PR)Considerando os dados da tabela abaixo, assinale o que for correto. Potenciais - padrão de redução (em Volts) Cu Ba Au Li Cr Ag e e e e e 1e Li Cu Ba Au Cr Ag,4,4,9 1,5,74,8 1) O potencial padrão de oxidação do Cr + é,74v. ) Uma pilha montada com cobre e lítio possui equação global Cu Li Cu Li. 4) A força eletromotriz de uma pilha montada com ouro e cobre é 1,16 V. 8) A força eletromotriz de uma pilha montada com cobre e prata é 1,14 V. 16) Uma pilha montada com bário e prata possui equação global Ag Ba Ag Ba. ) (UFPR) As baterias chumbo-ácido são amplamente utilizadas como armazenadores de energia. Nestes dispositivos, eletrodos de Pb e PbO são imersos em solução aquosa de ácido sulfúrico; durante a descarga da bateria, as semi-reações que ocorrem estão mostradas nas equações abaixo: I. Pb(s) + SO 4 - PbSO 4 (s) + xe - E o = +,6V II. PbO (s) + SO 4 - + ye - + 4H + PbSO 4 (s) + H O E o =?V Dados: densidade / (g ml 1 ): água = 1,; ácido sulfúrico = 1,84 Com base nas informações acima, é correto afirmar: 1) Na equação I, o Pb (s) sofre oxidação. ) A soma dos coeficientes x e y é igual a 4. 4) À medida que a reação de descarga prossegue, ocorre consumo de ácido sulfúrico e produção de água. 8) Considerar a força eletromotriz da pilha como, V implica dizer que o potencial da reação II é +,6 V. 16) À medida que a bateria produz energia elétrica, ocorre o aumento da densidade da solução eletrolítica. 5 Valério Sociologia 1
) (UEM PR) Considerando as reações abaixo com seus respectivos potenciais-padrão de redução, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). I. H + + e - H E o =, V II. Ti + + e - Ti E o =-1,6 V III. Cr + + e - Cr E o =,56 V IV. Fe + + e - Fe E o =,44 V V. Au + + e - Au E o = 1,68 V VI. O + H O + 4e - 4OH - E o = 1, V 1) Uma célula eletroquímica montada com os eletrodos das reações III e IV possui uma reação global espontânea com E o = 1, V. ) O valor do potencial-padrão de oxidação do eletrodo representado pela reação II é 1,6 V. 4) Uma pilha montada com os eletrodos das reações III e V, utilizando-se uma ponte salina, pode ser representada por Cr/Cr + //Au + /Au. 8) A corrosão do ferro está baseada na sua oxidação. Sendo assim, dentre os metais acima, o ouro seria o mais indicado para proteger o ferro contra a corrosão. 16) Considerando que a reação global que representa a corrosão do ferro pode ser determinada através das reações IV e VI, para se produzir, g de ferrugem, Fe(OH), são necessários, aproximadamente, 5 L de O, nas CNTP, considerando o O como um gás ideal. (Dados: Fe = 56; O = 16; H = 1) 4) (UFPR) Águas contaminadas podem infiltrar-se na terra e chegar até os lençóis freáticos, contaminando-os. O aproveitamento dessas águas subterrâneas exige a aplicação de processos de descontaminação. Um desses processos consiste em construir uma barreira permeável (figura ao abaixo) que contém ferro metálico granulado. Quando a água flui através da barreira, o ferro reage com alguns poluentes, sobretudo com compostos orgânicos halogenados. Considere como exemplo a contaminação da água com o tetracloreto de carbono. As equações I e II, a seguir, representam as transformações químicas que ocorrem com o tetracloreto de carbono sob a ação do ferro metálico. I. Fe Fe + + e Eº =,44 V II. CCl 4 + H + + e CHCl + Cl Eº =,67 V O clorofórmio produzido não é degradado pelo ferro metálico, mas é mais facilmente biodegradado em comparação com o tetracloreto de carbono. Os íons de ferro produzidos e presentes na água tratada são eliminados por processos posteriores. 6 Eletronegatividades: C =,5 ; H =,1 ; Cl =, Com base nas informações acima, é correto afirmar: 1) A equação II representa a reação de oxidação. ) Com base nas equações I e II, a reação de oxi-redução total é representada pela equação CCl 4 + H + + Fe CHCl + Cl + Fe + Eº = 1,11 V 4) O agente oxidante é o tetracloreto de carbono. 8) O estado de oxidação do carbono, no tetracloreto de carbono, é 4. 16) Durante a reação o hidrogênio é reduzido. ) O fato de as eletronegatividades do carbono e do cloro serem diferentes permite concluir que a molécula de CCl 4 é polar. 5) (UFMS) O potencial-padrão (Ecel ) de uma célula eletroquímica cuja reação de célula é dada por: Mn(s) Cl (g) MnCl, vale,54v, a 98K. O potencial-padrão do par Cl /Cl é E 1,6V, a 98K. A partir desses dados, analise as afirmativas a seguir, e assinale a(s) correta(s). 1) As semi-reações que ocorrem nos eletrodos são dados por: I. Cl (g) e Cl II. Mn e Mn(s) ) A células correspondente a esse sistema é representada por: Mn MnCl Cl (g) Pt 4) Assumindo que a semi-reação para o par Cl /Cl ocorre no eletrodo da direita, e a semireação para o par Mn + /Mn ocorre no eletrodo da esquerda, pode-se afirmar que a reação de célula não é termodinamicamente espontânea, pois, E cel. 8) O potencial-padrão do par Mn + /Mn, que ocorre no eletrodo da esquerda, vale E 1,18V. 16) De acordo com a reação de célula o sólido Mn é o agente oxidante, pois é o doador de elétrons na reação. ) No pólo positivo, ocorre a reação: Cl (g) e Cl. Valério Sociologia 1
6) (UESPI) Em relação à eletrólise, analise as afirmativas seguintes. 1. Em qualquer eletrólise, ocorre uma redução no cátodo e uma oxidação no ânodo.. Fundamentalmente, a eletrólise é um processo de oxirredução.. 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: )(UFPE-Adaptado) No béquer A, a linha pontilhada representa uma parede porosa que separa as soluções aquosas de CuSO 4 1 M e de ZnSO 4 1 M. Considere os potenciais padrão a seguir: Zn + + e - Zn -,76 V Fe + + e - Fe -,44 V Cu + + e - Cu +,4 V Ao fechar a chave S, podemos afirmar: a) 1 e b) 1, e c) 1 e d) e e) e 4 7) (UNIP SP)Um faraday de carga elétrica não corresponde a: H = 1,8 u; Ag = 18 u a) 1 mol de elétrons. b) 1 equivalente-grama de agente redutor libertado c) Potencial normal de redução do hidrogênio. d) 1,8 g de hidrogênio formado na eletrólise. e) Deposição de 18 g de prata na eletrólise do AgNO. 8) (PUC SP) Dados: H e H (g),v Na (s) E Na e,7v E A produção industrial de gás cloro (Cl ) ocorre a partir da eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio. Sobre esse processo foram feitas algumas afirmações: I. O ânion cloreto é oxidado no ânodo (pólo positivo) da cuba eletrolítica. II. No cátodo, o cátion sódio é reduzido, produzindo sódio metálico. III. Nesse processo, também são produzidos gás hidrogênio (H ) e solução aquosa de soda cáustica (NaOH). As afirmações corretas são a) apenas I. b) apenas I e III. c) apenas II e III. d) apenas I e II. e) todas. 9) (UNICAP PE-Adaptado) Sobre a eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio. 1) A solução aquosa resultante tem caráter fortemente básico. ) Evaporando a água da solução obtida, obtémse hidróxido de sódio sólido. 4) No eletrodo positivo, ocorre a oxidação do Cl -. 8) No eletrodo negativo, obtém-se o metal sódio. 16) O sódio é oxidado. 1) zinco será oxidado nos dois béqueres; ) ocorrerá depósito de ferro metálico sobre o eletrodo de zinco; 4) o béquer A é uma célula galvânica (uma pilha) e o béquer B é uma célula eletrolítica; 8) não haverá reação química; 16) após algum tempo, o eletrodo de cobre e o prego estarão mais pesados e os eletrodos de zinco mais leves. 1) (UFRJ) As regiões mais favoráveis para a obtenção de coreto de sódio a partir da água do mar são as que apresentam grande intensidade de insolação e ventos permanentes. Por esse motivo, a Região dos Lagos do Estado do Rio de Janeiro é uma grande produtora de sal de cozinha. a) Considerando que a concentração de NaCl na água o mar é,5m, determine quantos quilogramas de NaCl, no máximo, podem ser obtidos a partir de 6 L de água do mar. b) Além de sua utilização como sal de cozinha, o cloreto de sódio é também empregado como matéria-prima para a produção, por eletrólise, de hidróxido de sódio e gás cloro, segundo a reação: eletrólise NaCl + H O NaOH + Cl + H Determine, em quilogramas, a massa de gás cloro produzida a partir de 11,7 kg de coreto ) (ITA SP) Ao se completar o circuito ligando-se o interruptor notar-se-á desprendimento de hidrogênio gasoso apenas no(s) eletrodo(s) a) I d) I e III b) IV e) II e IV c) I e II 7 Valério Sociologia 1
) (UFLA MG) Hidrogênio, alguns metais alcalinos e alcalinos terrosos, alumínio e hidróxido de sódio são produtos obtidos industrialmente por eletrólise. As alternativas estão corretas, EXCETO: a) Os metais alcalinos são produzidos através da eletrólise ígnea e seus sais fundidos. b) O gás hidrogênio (H ) é obtido pela eletrólise da água. Ele é formado no ânodo, ao passo que o oxigênio (O ) é formado no cátodo. c) A quantidade de material depositado (ou gerado) no cátodo de uma célula eletrolítica é proporcional à corrente fornecida. d) Na eletrólise, o potencial gerado por uma fonte externa é utilizado para provocar uma transformação química. e) O alumínio é obtido industrialmente de acordo com a reação (eletrólise) Al O 4Al + O criolita 4) UEM PR) Perguntado, em uma prova oral, sobre eletroquímica, um aluno de uma escola de ensino médio respondeu com algumas afirmações, as quais são descritas a seguir. Assinale o que for correto. 1) Quanto maior o potencial de redução de uma espécie, mais intenso é o caráter oxidante da espécie. ) O potencial de oxidação pode ser relacionado diretamente com a eletroafinidade. 4) A eletrólise da água é uma reação que consome energia elétrica. 8) Para cada mol de água eletrolisada a 5 C e 1 atm, tem-se 1,5 mol de produtos gasosos. 16) Se dobrarmos o tamanho de uma pilha, o potencial da pilha será duas vezes maior. ) Quando se mergulha uma lâmina de cobre em uma solução de HCl a 7%, ocorre a corrosão da lâmina de cobre e há liberação de H. Dados: o H E 1/ H E o Cu e e Cu V ;,76V 5) (Unioeste PR) Ao se lavar roupa com água de lavadeira (água sanitária ou cândida) verifica-se uma reação química que é responsável pelo branqueamento do tecido. Nesta reação, o cloro ataca principalmente as ligações duplas do corante presente no tecido formando um produto incolor. Um dos processos de fabricação do cloro gasoso é por meio da eletrólise de uma solução aquosa concentrada de sal de cozinha, sendo os outros produtos do processo o hidrogênio gasoso e o hidróxido de sódio. A respeito do exposto, podemos afirmar como correta(s) a(s) seguinte(s) sentença(s). ) Na reação química do cloro com o corante há produção de um halogeneto de alquila. 4) O átomo de cloro é um não-metal com eletronegatividade alta e com estado de oxidação -1 no sal de cozinha. 8) O cloro e o oxigênio gasosos são substâncias que apresentam moléculas cujas ligações são formadas pelos elétrons dos orbitais p, possuindo uma ligação simples no primeiro e uma dupla no segundo. 16) Na eletrólise da solução aquosa do sal de cozinha, a solução restante terá valor de ph inferior a 7, pois forma um hidróxido. ) O átomo de sódio possui raio atômico maior do que o raio atômico do cloro. 64) A reação do cloro molecular com o hidrogênio molecular forma uma substância com caráter básico. 6) (UEL PR) A vantagem principal do magnésio como material de construção é a sua leveza (1,74 g/cm ) quando comparado com o alumínio (,7 g/cm ) e o aço inoxidável (7,8 g/cm ). É usado em ligas leves e fortes, não só na indústria espacial e aeronáutica, mas também em aparelhos óticos e equipamentos. As ligas de magnésio podem ser extraordinariamente resistentes, sendo empregadas na fabricação de motores e fuselagens de aviões. Anualmente, são produzidas mais de. toneladas de magnésio, sendo a maior parte pela eletrólise do MgCl, presente em grandes quantidades na água do mar. Fonte: Garritz, A & Chamizo, J. A. Química. Tradução de Giovanni S. Crisi. São Paulo. Prentice Hall, ) p. 565. (Dado: F = 96.5 C) Com base no texto e nos conhecimentos sobre o tema, é correto afirmar: a) A eletrólise é uma reação química conduzida sempre em sua direção espontânea pela aplicação de uma corrente elétrica. b) Na eletrólise do MgCl fundido, a oxidação do Cl para cloreto ocorre no cátodo e a semireação que ocorre no ânodo é Mg e Mg. c) Se forem passados 5. C através do MgCl fundido, as massas de Mg e de Cl produzidas serão, respectivamente, de 6,9 g e 18,4 g. d) A quantidade de Mg depositado na célula eletroquímica é proporcional ao seu número atômico. e) Neste processo de eletrólise, o íon cloreto é reduzido mais facilmente que o magnésio porque este último é mais eletronegativo que o cloro. 1) A nomenclatura oficial do sal de cozinha é cloreto de cálcio. 8 Valério Sociologia 1
7) (UNESP SP) Analise as semi-reações a seguir: Etapa Eletrólito NaCl Dissociação iônica NaCl Na Cl Auto - ionização HO (l) H OH Semi - reação catódica H e H (g) Semi - reação anódica Cl e Cl (g) Etapa Dissociação iônica Auto - ionização Semi - reação catódica Semi - reação anódica NaNO 4H O (l) 4OH 4H Eletrólito NaNO 4H 4e Na 4e H 4OH H O (l) NO (g) O Com base nas semi-reações apresentadas, é correto afirmar que, a) para produção de H, o eletrólito de NaCl é mais eficiente. b) para produção de H, o eletrólito de NaNO é mais eficiente. c) na eletrólise de solução aquosa de NaCl, o eletrólito não é consumido. d) na eletrólise de solução aquosa de NaNO, o eletrólito é consumido. e) na eletrólise de solução aquosa de NaCl, todos os produtos da reação são gases. 8) (UNIMEP SP) Têm-se duas cubas eletrolíticas ligadas em série, contendo, respectivamente, CrCl e AgNO. Fornecendo-se uma corrente de 1 A durante 6 minutos, serão depositadas aproximadamente: (Dados de massas atômicas: Cr = 5; Ag = 18; e F = 96.5) a) 4,848 g de Cr e,776 g de Ag; b),776 g de Cr e 4,848 g de Ag; c) 1,458 g de Cr e,454 g de Ag; d),18 g de Cr e,16 g de Ag; e),484 g de Cr e 7,76 g de Ag. 9) (UNIFICADO RJ)Em uma cuba eletrolítica, utilizouse uma corrente de A para se depositar toda a prata existente em 4 ml de uma solução,1 M de AgNO. Com base nos dados acima, podemos afirmar que o tempo necessário para realizar a operação foi próximo de: Dados: pesos atômicos: Ag = 18; N = 14; O = 16. 1 Faraday = 965 C (g) 4) (ITA SP) Uma fonte de corrente contínua fornece corrente elétrica a um sistema composto por duas células eletrolíticas, ligadas em série através de um fio condutor. Cada célula é dotada de eletrodos inertes. Uma das células contém somente uma solução aquosa, molar de NiSO 4 e a outra apenas uma solução aquosa, molar de Au(Cl). Se durante todo o período da eletrólise as únicas reações que ocorrem nos cátodos são as deposições dos metais, qual das opções corresponde ao valor da relação: massa de níquel/massa de ouro depositado? a),19 b),45 c) 1, d), e) 5, 41) (ITA SP) Durante uma eletrólise, a única reação que ocorreu no cátodo foi a deposição de certo metal. Observou-se que a deposição de 8,81 gramas do metal correspondeu à passagem de, mols de elétrons pelo circuito. Qual das opções abaixo contém o metal que pode ter sido depositado? a) Ni. b) Zn. c) Ag. d) Sn. e) Pb. 4) (ITA SP)Por uma célula eletrolítica passou uma carga correspondente a, Faraday. Num dos eletrodos ocorreu a reação seguinte: MnO - 4 + 8 H + + 5 e - Mn + + 4 H O A quantidade de água produzida nesse eletrodo, em virtude desta reação de eletrodo é: a) (,. 4) mol b) (,. 4 / 5) mol c) (,. 5 / 4) mol d) (,. 5) mol e) (,. 4. 5) mol a) 1 minutos c) 5 minutos b) 1 minutos d) minutos 9 Valério Sociologia 1
4) (MACK SP) Duas celas eletrolíticas estão conectadas em série e ambas possuem eletrodos de grafite, conforme o esquema abaixo. Em uma das celas, foi colocada uma solução de nitrato de prata, enquanto, na outra, existe uma solução de sulfato de cobre II, ambas equimolares. Durante um determinado intervalo de tempo, ocorreu a deposição de mol de prata metálica no cátodo da cela da esquerda. Portanto, a massa de cobre metálico que será depositada no cátodo da cela da direita corresponde a Dado: Massa molar (Ag = 18 g/mol, Cu = 6,5 g/mol) a) 95,5 g. b) 6,5 g. c) 17, g. d) 19,5 g. e) 1, g. 44) (UEM PR) Considerando que a semi-reação abaixo representa o processo de cromagem, assinale o que for correto. Cr O7 14H 1e Cr 7H O 1) Passando-se 1 ampères pela solução de Cr O 7 durante 44 horas, serão depositados 1 gramas de cromo. ) Cada cromo do Cr O 7 recebe 1 elétrons. 4) O cromo do Cr O 7 sofre um processo de redução ao se transformar em Cr. 8) A reação se processa em meio ácido. 16) Se partirmos de uma solução preparada pela dissolução de 1,176 kg de K Cr O 7, poderemos ter, no máximo, a formação de 416 g de cromo. 45) (UNESP SP)As baterias dos automóveis são cheias com solução aquosa de ácido sulfúrico. Sabendo-se que essa solução contém 8% de ácido sulfúrico em massa e densidade igual a 1,9 g/cm, pergunta-se: a) Qual é a concentração do ácido sulfúrico em mol por litro [massa molar do H SO 4 = 98 g/mol? b) Uma bateria é formada pela ligação em série de 6 pilhas eletroquímicas internas, onde ocorrem as semireações representadas a seguir: pólo negativo ( ): Pb + SO 4 PbSO 4 + e E = +,4 V pólo positivo (+): PbSO 4 + H O PbO + SO 4 + 4H + + e E = 1,66 V Qual a diferença de potencial (voltagem) dessa bateria? 46) (UEM PR) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s). (Dados: Ag=18; Zn=65; Faraday = 965 Coulomb/Mol.) 1) Considere os seguintes potenciais-padrão de redução: E (Ag) = +,8 V e E (Ni) = -,5 V. Em uma célula eletrolítica montada com os metais prata e níquel, mergulhados em soluções de seus sais, pode-se afirmar que a prata sofrerá corrosão. ) Para uma célula eletrolítica construída com eletrodos de Zn e Ag, mergulhados em soluções de seus sais, como mostra a reação redox abaixo, pode-se afirmar que a produção de 1,8 g de prata pura requer aproximadamente,1 Mol de elétrons. Zn + Ag + Zn + + Ag 4) Para provocar a eletrólise da água pura, é preciso adicionar um sal eletrolítico que, ao ser dissolvido, dá origem a um grande número de íons, possibilitando a condução de corrente elétrica e, portanto, possibilitando a eletrólise da água. 8) Fazendo-se passar uma corrente de, ampères na célula eletrolítica descrita nas alternativas acima, a produção de 1,8 g de prata pura levaria mais de 1h e 47min. 16) O potencial-padrão de oxidação é numericamente igual ao potencial-padrão de redução, mas com sinal algébrico oposto. ) Na reação redox abaixo, os coeficientes estequiométricos da água oxigenada e do oxigênio são iguais a 5. KMnO 4 + H O + H SO 4 K SO 4 + MnSO 4 + H O + O 47) (UEM PR) Em uma certa pilha, o eletrólito está contido em um invólucro de zinco que funciona como um dos eletrodos. Que massa de Zn (em gramas) é oxidada a Zn + durante a descarga dessa pilha, por um período de 17h1mins, envolvendo uma corrente de,5 ampère? (Considere Zn = 65) 1 Valério Sociologia 1
48) (UFF RJ) O cloro pode ser produzido pela eletrólise ígnea do cloreto de zinco (ZnCl ) à temperatura de 17 C e sob pressão de 1. atm. Sabendo-se que uma corrente de 5A passa pela célula durante 1 horas, informe por meio de cálculos: a) o número de Coulombs envolvidos no processo b) a massa de Cl, em grama, produzida na reação c) o volume de Cl produzido nas condições apresentadas 49) (UFMS)As reações eletroquímicas são fundamentais para o funcionamento da vida cotidiana moderna. O seu entendimento permitiu o desenvolvimento de inúmeras baterias (pilhas) e, conseqüentemente, a evolução de diversos equipamentos eletrônicos, tais como marca-passos cardíacos, controles-remotos, aparelhos celulares, computadores, máquinas fotográficas, etc. Uma pilha eficiente deve, dentre outras características, ser econômica, estável, segura e leve. A respeito desse assunto, analise as proposições abaixo e assinale a(s) correta(s). (Massa molar: Cu = 6,5 g/mol). Q U Í M I C A Material nº 15 1) Na célula eletroquímica: Mg(s) Mg + Fe + Fe(s), os elétrons fluem, pelo circuito externo, do magnésio para o ferro. ) A força eletromotriz de uma célula eletroquímica depende da natureza dos eletrodos. 4) Dadas as semi-reações: Al + + e Al(s) Eº = -1,66 V Cu + + e Cu(s) Eº =,4 V o potencial da célula galvânica que se utiliza das semi-reações será de,v. 8) A equação seguinte indica as reações que ocorrem em uma pilha: Zn(s) + Cu + Zn + + Cu (s); nessa equação, o zinco metálico é o cátodo. 16) Sabendo-se que um faraday é igual a 965 coulombs, o tempo, em segundos, necessário para eletrodepositar 6,5g de Cu +, utilizandose uma corrente de amperes, será de 485 segundos. 5) (UFPR) Na produção de alumínio, uma indústria utiliza 15 cubas eletrolíticas em série. Sabendo que a corrente aplicada é 1 ka, qual a massa, em kg, de alumínio produzida por hora? Dados: Constante de Faraday (F) = 96.5 C.mol 1 ; Massa molar Al = 7, g.mol 1. a) 64. b) 1. c) 181. d) 4. e) 15. GABARITO 1)D 11)C 1-1)* 41)A )E 1)C )7 )D 4)B )A 1)C )6 )B 4)A 4)1 14)B 4)6 4)1 44)8 5)B 15)41 5)4 5)46 45)* 6)7 16)1 6)C 6)C 46)54 7) 17)1 7)C 7)B 47)65 8)1 18) 8)B 8)B 48)* 9)D 19)E 9)7 9)A 49)7 1)14 )8 )1 4)B 5)A 11 *1- a) 175,5kg de NaCl ; b) 7,1 kg de Cl. *45- a) 5, mol/l ; b) 1, V. *48- a) 1,8.1 4 C ; b) 66,g; c),1l. Valério Sociologia 1