ELETROQUÍMICA
1)(UPE-2010-Q1) As afirmativas abaixo estão relacionadas ao processo de corrosão do ferro. Analise-as e conclua. 0 0 Na presença de ar seco e isento de oxigênio, o ferro é oxidado lentamente, transformando-se em ferrugem e cloreto férrico.
1 1 Durante o processo de corrosão, a ferrugem formada não se fixa à superfície do ferro, possibilitando a continuação do processo corrosivo.
2 2 No processo de corrosão do ferro, o oxigênio molecular presente no ar atmosférico é reduzido a íon hidróxido em solução.
3 3 O ferro ao ser oxidado libera os elétrons necessários à oxidação do oxigênio molecular presente no ar úmido. 4 4 O hidróxido de ferro (II), formado em uma das etapas do processo de corrosão do ferro, é oxidado pelo oxigênio gasoso na presença de água, transformando-se em ferrugem.
2)(UPE-2009-Q2) Numa cuba de galvanoplastia, cujo cátodo tem uma área de 100 cm2, contendo uma solução aquosa
de nitrato de prata, passa-se uma corrente elétrica de 1,93A durante 25 min. Admita que a massa de prata depositada no cátodo se deposite uniformemente, por toda a área do cátodo. Em relação a essa experiência de prateação, é CORRETO afirmar que:
Dados: ma( Ag) = 108 u, dAg = 10,0g/cm3
a) a massa de prata depositada no cátodo é igual a 3,50g.
b) a espessura da camada de prata depositada no cátodo é de 3,24 x 10-3 cm.
c) a carga que atravessou a cuba durante os 25 min é igual a 3.000 C. d) a massa de prata depositada no cátodo é igual a 7,0g.
e) a quantidade de prata presente na solução é insuficiente para cobrir toda a área do cátodo. 3) Sobre pilha podemos afirmar que:
0 0 No ânodo ocorre sempre oxidação.
1 1 No cátodo teremos o fenômeno de redução. 2 2 O ânodo é o pólo negativo.
3 3 O cátodo é o pólo positivo.
4 4 Uma reação química produz corrente elétrica.
4) Podemos observar na pilha de Cu e Zn, conhecida como pilha de Daniell que: Considere: Zn, Zn 2+ // Cu 2+, Cu
0 0 A placa de zinco se desgasta com o tempo. 1 1 A placa de zinco é o pólo positivo.
2 2 O eletrodo de cobre tem sua massa aumentada.
3 3 No pólo positivo está ocorrendo o fenômeno de redução.
4 4 O fluxo de elétrons, pelo fio, é do eletrodo de zinco para o de cobre.
5)(COVEST -2011)Uma alternativa para armazenar a eletricidade proveniente de sistemas eólicos (energia do vento), sistemas fotovoltaicos (energia solar) e outros sistemas alternativos, é na forma de hidrogênio, através da eletrólise da água, segundo a reação: 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g). Dado que a constante de Faraday é de 96500 C/mol, analise as
afirmações abaixo.
0-0) Uma corrente de 0,5 Ampère durante 1 hora deverá produzir aproximadamente 4,8 mols de H2(g).
1-1) A produção de 2 mols de H2(g) requer 4x96500 Coulombs.
2-2) A produção de 1 mol de H2(g) requer o mesmo número de Coulombs que a produção de 1 mol de O2(g)
3-3) Uma corrente de 1 Ampère durante 10 horas deverá produzir aproximadamente 0,09 mol de O2(g)
4-4) Para cada mol de H2(g) produzido, são transferidos 4 mols de elétrons.
6)(ITA -2010) Em um processo de eletrodeposição de níquel, empregou-se um eletrodo ativo de níquel e um eletrodo de cobre, ambos parcialmente imersos em uma solução aquosa contendo sais de níquel (cloreto e sulfato) dissolvidos, sendo este eletrólito tamponado com ácido bórico. No decorrer do processo, conduzido à temperatura de 55°C e pressão de 1 atm, níquel metálico depositou-se sobre a superfície do eletrodo de cobre. Considere que as seguintes afirmações sejam feitas:
I. Ocorre formação de gás cloro no eletrodo de cobre.
II. A concentração de íons cobre aumenta na solução eletrolítica. III. Ocorre formação de hidrogênio gasoso no eletrodo de níquel.
IV. O ácido bórico promove a precipitação de níquel na forma de produto insolúvel no meio aquoso. Com relação ao processo de eletrodeposição acima descrito, assinale a opção CORRETA.
a) Todas as afirmações são verdadeiras. b) Apenas a afirmação IV é verdadeira. c) Apenas a afirmação III é falsa.
d) Apenas as afirmações II e IV são falsas. e) Todas as afirmações são falsas.
7)(UFPE-2011-CTG) Observando os potenciais padrão de redução apresentados abaixo,
podemos afirmar que:
0-0) o íon lítio é um agente oxidante mais forte que o íon hidrogênio. 1-1) o zinco metálico é um agente redutor mais forte que o lítio metálico. 2-2) a água é um agente redutor mais fraco que o hidrogênio molecular.
3-3) uma célula com um cátodo contendo íon hidrogênio e um ânodo de zinco deve apresentar um potencial padrão de célula maior que zero.
4-4) o lítio metálico deve reagir espontaneamente com água e produzir gás hidrogênio.
8)(UFPE-2012) Uma célula para produção de cobre eletrolítico consiste de um ânodo de cobre impuro e um cátodo de cobre puro (massa atômica de 63,5 g mol–1), em um eletrólito de sulfato de cobre (II). Qual a corrente, em Ampère, que deve ser aplicada para se obter 63,5 g de cobre puro em 26,8 horas? Dado: F = 96500 C/mol–1.
9)(ENEM-2009) Para que apresente condutividade eletrica adequada a muitas aplicacoes, o cobre bruto obtido por métodos termicos e purificado eletroliticamente. Nesse processo, o cobre bruto impuro constitui o anodo da celula, que esta imerso em uma solucao de CuSO4. A medida que o cobre impuro e oxidado no anodo, ions Cu2+ da solucao
são depositados na forma pura no catodo. Quanto as impurezas metalicas, algumas sao oxidadas, passando a solucao, enquanto outras simplesmente se desprendem do anodo e se sedimentam abaixo dele. As impurezas sedimentadas sao posteriormente processadas, e sua comercializacao gera receita que ajuda a cobrir os custos do processo. A serie eletroquimica a seguir lista o cobre e alguns metais presentes como impurezas no cobre bruto de acordo com suas forcas redutoras relativas.
Entre as impurezas metalicas que constam na serie apresentada, as que se sedimentam abaixo do anodo de cobre sao a) Au, Pt, Ag, Zn, Ni e Pb.
b) Au, Pt e Ag. c) Zn, Ni e Pb.
d) Au e Zn. e) Ag e Pb.
10(UFPE-CTG-2012) Uma pilha de uso comercial é baseada na reação de óxido de prata (Ag2O) com um ânodo de
zinco, produzindo prata metálica e óxido de zinco (ZnO). Esta pilha funciona em meio alcalino, e apresenta as seguintes características:
0-0) na reação da pilha, o Ag2O recebe elétrons.
1-1) o zinco atua como agente oxidante.
2-2) a prata tem seu estado de oxidação decrescido de 2 unidades.
3-3) para cada mol de óxido de prata consumido, também são consumidos 2 mols de zinco. 4-4) no óxido de zinco, o estado de oxidação do zinco é +1.
11)(ENEM-2010) A eletrólise é muito empregada na indústria com o objetivo de reaproveitar parte dos metais sucateados. O cobre, por exemplo, é um dos metais com maior rendimento no processo de eletrólise, com uma recuperação de aproximadamente 99,9%. Por ser um metal de alto valor comercial e de múltiplas aplicações, sua recuperação torna-se viável economicamente. Suponha que, em um processo de recuperação de cobre puro, tenha-se eletrolisado uma solução de sulfato de cobre (II) (CuSO4) durante 3 h, empregando-se uma corrente elétrica de
intensidade igual a 10A. A massa de cobre puro recuperada é de aproximadamente Dados: Constante de Faraday F = 96 500 C/mol; Massa molar em g/mol: Cu = 63,5.
a) 0,02g. b) 0,04g. c) 2,40g. d) 35,5g. e) 71,0g.
12)(UFPE-2009) Uma Pilha Voltaica é um dispositivo que utiliza reações de óxido-redução para converter energia química em energia elétrica. No caso de uma pilha voltaica que opera com base em duas meias-reações do tipo: potencial-padrão da pilha é: Dados: A) -0,267 V B) +0,267 V C) -0,534 V D) -0,539 V E) +0,539 V
13)(UFPE-2009) São consideradas exemplos de aplicações da eletrólise, exceto a: A) atividade da bateria de chumbo-ácido.
B) galvanoplastia. C) obtenção de alumínio. D) obtenção de H2 e Cl2
E) purificação eletrolítica de metais.
14)(covest-2005) Podemos dizer que, na célula eletroquímica Mg(s) | Mg2+ (aq) || Fe2+ (aq) | Fe(s):
A) o magnésio sofre redução. B) o ferro é o ânodo.
C) os elétrons fluem, pelo circuito externo, do magnésio para o ferro. D) há dissolução do eletrodo de ferro.
E) a concentração da solução de Mg2+ diminui com o tempo.
e supondo todas as substâncias no estado-padrão:
0-0) o íon ferroso é um oxidante em presença de zinco metálico, mas não reage com cobre metálico. 1-1) na pilha | Cu | Cu2+ || Ag+ | Ag | o eletrodo de cobre é o ânodo, e o eletrodo de prata é o cátodo.
2-2) o cobre metálico reage espontaneamente com uma solução de ácido clorídrico. 3-3) o zinco metálico é um agente redutor mais forte que o ferro metálico.
4-4) ao se mergulhar uma placa de ferro numa solução de nitrato de prata, poderá ocorrer a seguinte reação espontânea: Fe(s) + 2 Ag+ (aq) → Fe 2+(aq) + 2 Ag(s)
16)(COVEST-2004) Uma célula eletroquímica de interesse tecnológico recente é chamada de célula de combustível. Nela, a reação entre oxigênio e um combustível (metano, por exemplo) é realizada de maneira indireta para produzir gás carbônico, água e eletricidade, ao invés de calor. Em uma célula de combustível:
A) o oxigênio deve estar no anodo.
B) os números de oxidação do oxigênio no gás carbônico e na água são diferentes. C) o oxigênio atua como agente redutor.
D) o combustível sofrerá uma reação de oxidação. E) o combustível deve estar no catodo
17)(covest-2004) A ferrugem é composta principalmente por Fe2O3. Após o balanceamento da equação:
Fe(s) + O2(g) → Fe2O3(s), a proporção de ferro e oxigênio necessária para formar 2 mol de óxido de ferro (III) será:
A) 1 mol de Fe para 1 mol de O2
B) 1 mol de Fe para 3 mol de O2
C) 2 mol de Fe para 3 mol de O2
D) 4 mol de Fe para 3 mol de O2
E) 3 mol de Fe para 2 mol de O2
18)(ENEM-2004) Ferramentas de aço podem sofrer corrosão e enferrujar. As etapas químicas que correspondem a esses processos podem ser representadas pelas equações:
Uma forma de tornar mais lento esse processo de corrosão e formação de ferrugem é engraxar as ferramentas. Isso se justifica porque a graxa proporciona
a) lubrificação, evitando o contato entre as ferramentas.
b) impermeabilização, diminuindo seu contato com o ar úmido. c) isolamento térmico, protegendo-as do calor ambiente. d) galvanização, criando superfícies metálicas imunes. e) polimento, evitando ranhuras nas superfícies.
19)(ENEM – 2009.V) Cerca de 1% do lixo urbano é constituído por resíduos sólidos contendo elementos tóxicos. Entre esses elementos estão metais pesados como o cádmio, o chumbo e o mercúrio, componentes de pilhas e baterias, que são perigosos à saúde humana e ao meio ambiente. Quando descartadas em lixos comuns, pilhas e baterias vão para aterros sanitários ou lixões a céu aberto, e o vazamento de seus componentes contamina o solo, os rios e o lençol freático, atingindo a flora e a fauna. Por serem bioacumulativos e não biodegradáveis, esses metais chegam de forma acumulada aos seres humanos, por meio da cadeia alimentar. A legislação vigente (Resolução CONAMA no 257/1999) regulamenta o destino de pilhas e baterias após seu esgotamento energético e determina aos fabricantes e/ou importadores a quantidade máxima permitida desses metais em cada tipo de pilha/bateria, porém o problema
ainda persiste. Uma medida que poderia contribuir para acabar definitivamente com o problema da poluição ambiental por metais pesados relatado no texto seria
a) deixar de consumir aparelhos elétricos que utilizem pilha ou bateria como fonte de energia.
b) usar apenas pilhas ou baterias recarregáveis e de vida útil longa e evitar ingerir alimentos contaminados especialmente peixes.
c) devolver pilhas e baterias, após o esgotamento da energia armazenada, à rede de assistência técnica especializada para repasse a fabricantes e/ou importadores.
d) criar nas cidades, especialmente naquelas com mais de 100 mil habitantes, pontos estratégicos de coleta de baterias e pilhas, para posterior repasse a fabricantes e/ou importadores.
e) exigir que fabricantes invistam em pesquisa para a substituição desses metais tóxicos por substâncias menos nocivas ao homem e ao ambiente, e que não sejam bioacumulativas.
20)(ENEM – 2010) O crescimento da produção de energia elétrica ao longo do tempo tem influenciado decisivamente o progresso da humanidade, mas também tem criado uma séria preocupação: o prejuízo ao meio ambiente. Nos próximos anos, uma nova tecnologia de geração de energia elétrica deverá ganhar espaço: as células a combustível hidrogênio/oxigênio.
Com base no texto e na figura, a produção de energia elétrica por meio da célula a combustível hidrogênio/oxigênio diferencia-se dos processos convencionais porque:
a) transforma energia química em energia elétrica, sem causar danos ao meio ambiente, porque o principal subproduto formado é a água.
b) converte a energia química contida nas moléculas dos componentes em energia térmica, sem que ocorra a produção de gases poluentes nocivos ao meio ambiente.
c) transforma energia química em energia elétrica, porém emite gases poluentes da mesma forma que a produção de energia a partir dos combustíveis fósseis.
d) converte energia elétrica proveniente dos combustíveis fósseis em energia química, retendo os gases poluentes produzidos no processo sem alterar a qualidade do meio ambiente.
e) converte a energia potencial acumulada nas moléculas de água contidas no sistema em energia química, sem que ocorra a produção de gases poluentes nocivos ao meio ambiente.
21)(UFPE) Considere uma cela galvânica formada por semicelas padrão de cobre e de zinco, cujos potenciais de redução são os seguintes:
Cu2+ + 2 e– → Cu E° = + 0,34 V
Zn2+ + 2 e– →Zn E° = – 0,76 V.
É correto afirmar que:
a) Os elétrons no circuito externo fluirão do eletrodo de cobre para o eletrodo de zinco. b) O potencial padrão da cela é – 0,42 V.
c) Quando o equilíbrio for atingido não haverá diferença de potencial entre os eletrodos. d) Os íons zinco são reduzidos a zinco metálico.
e) O eletrodo de cobre é o cátodo.
22) (ENEM – 2009.A) Pilhas e baterias são dispositivos tão comuns em nossa sociedade que, sem percebermos, carregamos vários deles junto ao nosso corpo; elas estão presentes em aparelhos de MP3, relógios, rádios, celulares, etc. As semirreações descritas a seguir ilustram o que ocorre em uma pilha de óxido de prata.
Zn(s) +OH-(aq)
→
ZnO(s) + H2O(l) + e
Pode-se afirmar que esta pilha a) É uma pilha ácida.
b) Apresenta o óxido de prata como o ânodo. c) Apresenta o zinco como agente oxidante.
d) Tem como reação de célula a seguinte reação: Zn (s) + Ag2O(s) → ZnO (s) + 2 Ag(s).
e) Apresenta fluxo de elétrons na pilha do eletrodo de Ag2O para o Zn.
23)(COVEST-2007) O dióxido de manganês é uma substância utilizada em cátodos de algumas pilhas e baterias. Em uma pilha alcalina, a reação produz o hidróxido de manganês (II). Sabendo-se que a massa atômica do manganês e do oxigênio são respectivamente 54,94 g/mol e 16,00 g/mol, analise as afirmativas abaixo.
1) O dióxido de manganês é um agente redutor e, para cada mol dessa substância, 2 mols de elétrons são transferidos. 2) 173,88 g de dióxido de manganês podem trocar no máximo 4 mols de elétrons.
3) O estado de oxidação do manganês no dióxido de manganês é +4.
4) A semi-reação de conversão de um mol, de dióxido de manganês a hidróxido de manganês(II), consome dois mols de moléculas de água. Estão corretas: A) 1, 2, 3 e 4 B) 1 e 3 apenas C) 2 e 3 apenas D) 2, 3 e 4 apenas E) 1 e 4 apenas
24) (UPE-2000) Fazendo-se passar uma corrente elétrica de 5 A, por 250 mL de uma solução de sulfato de níquel 2 mols/L, constatou-se decorrido um certo intervalo de tempo, que a concentração da solução reduziu-se à metade. Admitindo-se que não haja variação de volume, pode-se afirmar que o intervalo de tempo decorrido foi de:
Dado: Ni = 59 g/mol a) 96.500 s. b) 9.650 s. c) 965 s. d) 48.250 s. e) 4.825 s.
25) (UPE-2001) Dentre as afirmativas abaixo, assinale a verdadeira. a) Na pilha de Daniell, o zinco metálico age quimicamente como oxidante.
b) A finalidade da ponte salina em uma pilha é permitir a passagem de elétrons de uma semipilha para outra. c) Uma solução de sulfato de níquel deve ser armazenada em recipiente de alumínio.
(Al3+ + 3 e – → Al , E° = – 1,66V, Ni 2+ + 2e – → Ni , E° = 2 – 0,23V).
d) No processo de enferrujamento de uma peça de ferro, no ânodo ocorre a oxidação do ferro.
e) Na pilha alcalina, o cloreto de amônio é substituído pelo hidróxido de amônio; em conseqüência, a durabilidade dessa pilha é muito maior que a da pilha comum, tendo em vista a estabilização da corrente elétrica produzida pelo hidróxido de amônio.
