2º EM Química B Natália Av. Dissertativa 08/06/16 INSTRUÇÕES PARA A REALIZAÇÃO DA PROVA LEIA COM MUITA ATENÇÃO 1. Verifique, no cabeçalho desta prova, se seu nome, número e turma estão corretos. 2. Esta prova contém 10 questões dissertativas. 3. Leia todas as questões com atenção. 4. A prova deverá ser feita com caneta esferográfica de tinta azul ou preta. 5. É vedada a utilização de qualquer material de consulta, eletrônico ou impresso. 6. É terminantemente proibido retirar-se do local da prova antes de ocorrido o tempo mínimo estipulado, qualquer que seja o motivo. 7. Tempo de duração da avaliação - Mínimo: 50 min Máximo: 50 min 8. Ao final, entregue a prova ao professor aplicador. BOA PROVA! Assinatura do Aluno: QUESTÕES 1/10
Informações a serem usadas nesta prova ΔE = E menor E maior 1ª, 2ª e Al 3 + < H + < outros metais ânions oxigenados e F - < OH - < Cl -, Br -, I - Q = i.t 1 mol de elétrons = 96500 C 1. Possivelmente, o cobre foi o primeiro metal usado pelo homem. Acredita-se que, por volta de 13 000 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. (www.eletrica.ufpr.br. Adaptado.) O cobre na indústria é obtido por processo eletrolítico a partir da limpeza do cobre impuro, feita através da eletrólise, retirando impurezas que se depositam na superfície metálica. 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. O alumínio metálico pode ser produzido a partir do mineral bauxita (mistura de óxidos de alumínio, ferro e silício). Trata-se de um processo de produção caro, pois exige muita energia elétrica. A última etapa do processo envolve a eletrólise de uma mistura de alumina (A 2O 3) e criolita (Na3A F 6) na temperatura de 1000 C. As paredes do recipiente que ficam em contato com a mistura funcionam como cátodo, e os cilindros constituídos de grafite, mergulhados na mistura, funcionam como ânodo. Dados: 3 A ( ) 3e A 0 2 O2(g) 4e 2 O 0 ( ) Responda ao que se pede. ε 1,66 V ε 1,23 V a) Explicite qual semirreação ocorre no ânodo e qual ocorre no cátodo. b) Escreva a equação equilibrada que representa a reação global e calcule a variação de potencial do processo. c) O processo é espontâneo? Justifique a sua resposta. 2/10
3. Para a fabricação de latas para armazenar alimentos, óleos, conservas, etc, são utilizadas as folhas de flandres, as quais são compostas por chapas de aço revestidas com estanho através do processo de galvanização. A figura abaixo representa o processo de produção das folhas de flandres. Marque a alternativa CORRETA com relação ao processo de galvanização descrito. a) Os elétrons fluem da chapa de aço para o eletrodo de estanho. b) O polo negativo corresponde ao anodo. c) Esse processo ocorre espontaneamente. d) A redução do estanho ocorre na chapa de aço. e) Neste processo ocorre a conversão da energia química em energia elétrica. 4. Uma das pilhas empregadas em aparelhos sem fio (câmeras de vídeo, barbeadores, telefones, ferramentas portáteis) é a pilha de níquel-cádmio. Essa pilha apresenta uma voltagem de 1,4 V, que se mantém constante até a descarga, demora mais tempo para se descarregar e pode ser recarregada até 4.000 vezes. A pilha de níquel-cádmio é baseada nas seguintes reações em meio alcalino (KOH) : Cd 2OH Cd(OH) 2 2e 2NiO(OH) 2H2O 2e 2Ni(OH) 2 2OH Cd 2NiO(OH) 2H2O Cd(OH) 2 2Ni(OH) 2 Sobre o assunto, avalie as afirmativas como verdadeiro ou falso. a) ( ) No polo positivo ocorre a reação de redução do níquel. b) ( ) O cádmio funciona como anodo da pilha. c) ( ) O níquel tem menor potencial de redução do que o cádmio. d) ( ) O agente redutor da pilha é o níquel. e) ( ) No eletrodo de cádmio há ganho de elétrons. 3/10
5. Com relação à estrutura abaixo, assinale o que for correto. (02) Apresenta três carbonos terciários e seis carbonos secundários (04) Sua fórmula molecular é C 14H 19O 3N. (07) É possível reconhecer um heteroátomo no composto. (08) É uma estrutura ramificada. (11) Existem três carbonos primários. 6. Na eletrólise da água do mar (equivalente a uma solução aquosa de NaC ), são passados 11 A (ampères) durante 10 horas. Nas condições de 25 C e 1atm de pressão, calcule o volume produzido (arredondado para o inteiro mais próximo), em L, de cloro gasoso (considerado como um gás ideal). 1 1 1 Dados: R 0,082 atm L K mol, F 96500 C mol. O volume molar de um gás ideal nas 1 condições de 25 C e 1atm é de 24,4 L mol. 7. Em metalurgia, um dos processos de purificação de metais é a eletrodeposição. Esse processo é representado pelo esquema abaixo, no qual dois eletrodos inertes são colocados em um recipiente que contém solução aquosa de NiC 2. Dados: Constante de Faraday: 96.500 C/mol Massa Molar do Ni: 59 g/mol Baseando-se no esquema apresentado, escreva as semirreações, que ocorrem no cátodo e no ânodo, e calcule a corrente elétrica necessária para depositar 30 g de Ni (s) em um dos eletrodos durante um período de uma hora; 4/10
8. No esquema a seguir, está apresentada a decomposição eletrolítica da água. Nos tubos 1 e 2 formam-se gases incolores em volumes diferentes. Tendo em vista os dados, identifique os gases formados nos tubos 1 e 2 e calcule os respectivos volumes nas CNTP, considerando a eletrólise de 36 gramas de água; 9. Em uma célula eletrolítica contendo solução de NiSO foram imersos dois eletrodos inertes. 4 Determine a massa de níquel metálico e a de gás oxigênio produzidas após a passagem, pela célula, de uma corrente de 4,0 A durante 1,0 h. Dado: 1 mol de Ni = 58g, 1 mol de O 2 = 32g. Ni 2e Ni E 0,26V 2 0 (s) 0 4e O2(g) 4H 2H2O E 1,23V Apresente os cálculos realizados na resolução da questão. 10. Sob a perspectiva da termodinâmica, deve-se realizar trabalho não espontâneo para combater a desordem. Sistemas químicos que exploram reações químicas de oxidação e redução podem realizar trabalhos espontâneos ou não espontâneos. Em relação as reações químicas em pilhas e em processos de eletrólise ígnea e aquosa, assinale a alternativa correta. a) Em um processo de eletrólise, os elétrons fluem do cátodo para o ânodo em um processo espontâneo. b) Em um processo de eletrólise, a energia elétrica é convertida em energia química através de um processo não espontâneo. c) Em uma pilha galvânica, a energia elétrica é convertida em energia química através de um processo não espontâneo. d) Em uma pilha galvânica, a reação espontânea apresenta um valor negativo de E, com geração de energia sob a forma de trabalho. e) Em uma pilha galvânica, há um processo não espontâneo, na qual o cátodo é o polo negativo e o ânodo é o polo positivo. 5/10
RESPOSTAS 1 NOTA 2 NOTA 6/10
3 NOTA 4 NOTA 7/10
5 NOTA 6 NOTA 8/10
7 NOTA 8 NOTA 9/10
9 NOTA 10 NOTA 10/10