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131 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com mol de água, no estado líquido, é maior que 246,6 kJ. Estão corretas apenas as afirmativas: a) I e II. b) II e III. c) III e IV. d) I, II e IV. e) I, III e IV. 13. (Enem 2009) Para que apresente condutividade elétrica adequada a muitas aplicações, o cobre bruto obtido por métodos térmicos é purificado eletroliticamente. Nesse processo, o cobre bruto impuro constitui o ânodo da célula, que está imerso em uma solução de CuSO4. À medida que o cobre impuro é oxidado no ânodo, íons Cu2+ da solução são depositados na forma pura no cátodo. Quanto às impurezas metálicas, algumas são oxidadas, passando à solução, enquanto outras simplesmente se desprendem do ânodo e se sedimentam abaixo dele. As impurezas sedimentadas são posteriormente processadas, e sua comercialização gera receita que ajuda a cobrir os custos do processo. A série eletroquímica a seguir lista o cobre e alguns metais presentes como impurezas no cobre bruto de acordo com suas forças redutoras relativas. Entre as impurezas metálicas que constam na série apresentada, as que se sedimentam abaixo do ânodo de cobre são 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. 14. (Ufc) Uma pessoa que possui amálgama dentário (mistura sólida composta por Ag‚Hgƒ, AgƒSn e SnˆHg), ao morder pequenos pedaços de alumínio, geralmente presentes nas embalagens de chocolates, experimenta uma sensação momentânea de dor aguda. Tal sensação é causada por uma pequena corrente elétrica, que estimula o nervo sensitivo do dente, gerada pela oxidação do alumínio metálico AØ(s) ë AØ®¤(aq) + 3e-; E¡ = 1,66 V, em contato com o amálgama. Este atua como eletrodo inerte, no qual ocorre a reação de redução do oxigênio O‚(g) + 4H®(aq) + 4e ë 2 H‚O(Ø); E¡=1,23 V, na presença da saliva (eletrólito), originando uma célula eletroquímica. Com base nestas informações, é correto afirmar que: a) o amálgama atua como agente redutor do oxigênio e o alumínio é o agente oxidante. b) a voltagem padrão da célula gerada é +0,43V, e independe do número de elétrons envolvidos no processo. c) no amálgama, todos os metais encontram-se originalmente oxidados e experimentam o processo de redução, em consequência da oxidação do alumínio. d) como o potencial de oxidação do alumínio (AØ) é mais positivo do que o potencial de redução do oxigênio (O‚), este último atuará como agente redutor. e) a voltagem padrão da célula gerada é +2,89V, e independe do número de elétrons envolvidos no processo. 15. (Ufc) As células a combustível, capazes de converter energia das reações de oxidação-redução de reagentes químicos gasosos diretamente em eletricidade, são consideradas tecnologias prontas para substituir combustíveis derivados do petróleo. A célula a combustível hidrogênio-oxigênio baseia-se na conhecida reação de formação de água, onde os gases são oxidados e reduzidos, em compartimentos de eletrodos separados por solução eletrolítica 2H‚(g) + O‚(g) ë 2 H‚O(l) + Energia Assinale a alternativa correta. a) Hidrogênio é reduzido no ânodo, segundo a semi- reação H‚(g) + 4OH(aq) ë 4H‚O(l) + 4e b) Oxigênio é reduzido no cátodo, segundo a semi- reação O‚(g) + 2H‚O(l) + 4e ë 4OH(aq) c) Hidrogênio é oxidado no ânodo, segundo a semi- reação 2H®(aq) + 4OH(aq) ë 4H‚O(l) + 4e d) Oxigênio é oxidado no ânodo, segundo a semi- reação O‚(g) + 2H‚O(l) + 4e ë 4OH(aq) e) Oxigênio é reduzido no cátodo, segundo a semi- reação 2O(g) + 2H‚O(l) + 4e ë 4OH(aq) 16. (Ufc) As estátuas de metal, em geral confeccionadas em cobre metálico, apresentam 132 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com coloração típica. Com o passar do tempo, todavia, observa-se o aparecimento de uma coloração verde que é atribuída ao produto da reação de oxidação do cobre pelo ar. Considerando que tintas protetoras contendo metal podem funcionar como ânodo de sacrifício e conhecendo-se o valor do potencial padrão de redução da reação Cu£® + 2e- ë Cu; E¡ = + 0,34 V, analise a tabela a seguir. Considerando somente as informações contidas na questão, assinale a alternativa que apresenta a tinta mais eficaz na proteção de uma estátua de cobre. a) Tinta I b) Tinta II c) Tinta III d) Tinta IV e) Tinta V 17. (Ufc) As pilhas alcalinas são compostas basicamente de grafite (carbono, C), pasta de dióxido de manganês (MnO‚) e zinco (Zn) em meio alcalino de hidróxido de potássio (KOH). Dados os potenciais padrão de redução: Zn(OH)‚(s) + 2e ë Zn(s) + 2OH(aq) E¡ = - 0,90 V 2MnO‚(s)+H‚O(Ø)+2eë Mn‚Oƒ(s)+2OH(aq) E¡ = + 0,60 V K® (aq) + e- ë K(s) E¡ = - 2,93 V Assinale a alternativa correta. a) O dióxido de manganês funciona como catodo. b) A voltagem padrão da pilha é - 0,30 V. c) O hidróxido de potássio funciona como catodo. d) A grafite funciona como eletrodo de sacrifício. e) O hidróxido de zinco funciona como catodo. 18. (Uff) A indústria trabalha com equipamentos que precisam ser bem conservados e protegidos para que não sejam danificados por um processo chamado de corrosão. A corrosão pode destruir alguns metais de que é feito o equipamento que, muitas vezes, fica exposto ao tempo, enterrado no solo, ou submerso. Essa corrosão, quando se processa no ferro, por exemplo, é chamada de ferrugem; e, o oxigênio e a água estão sempre presentes nesse processo. Suas principais etapas são: - Uma região da superfície do metal serve de anodo, onde ocorre a oxidação representada por: Fe(s) ë Fe£®(aq) + 2e- E¡ = + 0,41 volts - Uma outra região, que serve de catodo, onde os elétrons cedidos pelo ferro reduzem o oxigênio atmosférico à água, é representada por: O‚(g) + 4H®(aq) + 4e ë 2H‚O(Ø) E¡ = + 1,25 volts. A reação global representativa da formação de ferrugem no metal é: 2Fe(s) + O‚(g) + 4H®(aq)ë2Fe£®(aq) + 2H‚O(Ø) Para essa reação o valor do potencial padrão em volts será: a) zero b) + 0,84 c) - 0,84 d) + 1,66 e) - 1,66 19. (Udesc 2015) Reações de oxirredução estão presentes no dia-a-dia como na ação desinfetante da água sanitária, na geração de energia elétrica em baterias e na obtenção de metais a partir de seus minérios. Como exemplo destas reações considere uma folha de alumínio imersa em uma solução aquosa de sulfato de cobre. Sabendo-se que o potencial de redução do alumínio é 1,66V e o potencial de redução do cobre é 0,34V, é correto afirmar que: a) o alumínio é o agente oxidante. b) ocorrerá redução do Cu(II). c) o potencial de oxirredução da reação é de 1,32V. d) o sulfato de cobre é o agente redutor. e) o estado de oxidação do enxofre no sulfato de cobre, 4CuSO é 2. 20. (Uem 2015) Considere uma pilha formada por eletrodos de manganês e de ferro imersos em soluções aquosas, respectivamente de sais de 2Mn e 3Fe (1mol litro a 25 C, usando uma ponte salina), e assinale o que for correto. Dados: 2 0 (aq) (s) redMn 2e Mn E 1,18V 3 0 (aq) (s) redFe 3e Fe E 0,04V 01) A força eletromotriz da pilha é 1,04V. 02) O ânodo da pilha é o manganês. 04) No eletrodo de ferro ocorre uma semirreação de redução. 133 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com 08) A pilha pode ser representada por: 0 2 3 0 (s) (aq) (aq) (s)Mn | Mn || Fe | Fe 16) A reação global de funcionamento da pilha é uma reação reversível e, portanto, ao atingir o equilíbrio, a voltagem da pilha será igual a zero. 21. (Ufpi) Os solos, por mais secos que pareçam, sempre contêm água, o que os torna excelentes meios eletrolíticos. Para proteger uma tubulação metálica contra o processode corrosão, faz-se uso, frequentemente, de uma técnica denominada proteção catódica ou eletrodo de sacrifício, conforme ilustração da figura adiante: Análise as afirmativas abaixo. I. Quanto mais pura a água do solo, maior a passagem da corrente elétrica. II. O eletrodo de sacrifício tem ÐG° > 0 em relação ao metal da tubulação. III. Ao formar a pilha com a tubulação, o eletrodo de sacrifício é o ânodo. Marque a opção correta. a) Apenas I é verdadeira. b) Apenas II é verdadeira. c) Apenas III é verdadeira. d) Apenas I e II são verdadeiras. e) Apenas II e III são verdadeiras. 22. (Uemg 2015) Pilhas são dispositivos que produzem corrente elétrica, explorando as diferentes capacidades das espécies de perderem ou de ganharem elétrons. A figura abaixo mostra a montagem de uma dessas pilhas: A seguir, estão representadas algumas semirreações e seus respectivos potenciais de redução, a 25 C : 3A (aq) 3e A (s) E 1,66V 2Ni (aq) 2e Ni(s) E 0,25V 2Mg (aq) 2e Mg(s) E 2,37V 2Fe (aq) 2e Fe(s) E 0,44V A pilha de maior diferença de potencial (ddp) pode ser constituída no anodo e no catodo, respectivamente, pelos eletrodos de a) alumínio e magnésio. b) magnésio e níquel. c) alumínio e ferro. d) ferro e níquel. 23. (Ufrgs 2015) Célula a combustível é uma alternativa para a produção de energia limpa. As semirreações da célula são 2H 2H 2e 1 2 22O 2H 2e H O Sobre essa célula, pode-se afirmar que a) 2H é o gás combustível e oxida-se no cátodo. b) eletrólise da água ocorre durante o funcionamento da célula. c) 2H O e 2CO são produzidos durante a descarga da célula. d) célula a combustível é um exemplo de célula galvânica. e) 2O é o gás comburente e reduz-se no ânodo. 24. (Ufpr) Analise a tabela a seguir e assinale a alternativa que contém uma reação redox espontânea nas condições-padrão (298 K). 134 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com a) Pb£® + 2Ag ë Pb + 2Ag® b) Ni£® + Cu ë Ni + Cu£® c) Zn£® + Ni ë Zn + Ni£® d) 2Ag® + Cu ë 2Ag + Cu£® e) Cu + 2H® ë Cu£® + H‚ 25. (Ufpr) O uso de muitos equipamentos eletrônicos depende de pilhas recarregáveis. Uma pilha de níquel-cádmio é constituída por um pólo contendo NiOOH, um pólo contendo cádmio e um separador contendo um eletrólito básico. Quando tal pilha é usada nos equipamentos, sofre uma descarga em que ocorrem reações eletroquímicas que podem ser representadas para cada pólo, como: NiOOH + H‚O + e ë Ni(OH)‚ + OH Cd¡ + 2 OH ë Cd(OH)‚ + 2 e Sobre esse tipo de pilha, assinale a alternativa correta. a) Na pilha completamente carregada, o átomo de níquel está no estado de oxidação 2+, que passa para zero durante o processo de descarga. b) Na reação de descarga da pilha, para cada mol de cádmio consumido, dois mols de NiOOH serão reduzidos a Ni(OH)‚. c) O pólo negativo da pilha contém os compostos de níquel, e o positivo, cádmio. d) Quando se recarrega a pilha, formam-se Ni(OH)‚ e Cd(OH)‚ como produtos da reação eletroquímica. e) Na reação da descarga da pilha, o agente redutor é o NiOOH, e o oxidante, Cd. 26. (Ufrs) Um tipo comum de célula galvânica recarregável é a bateria "nicad" utilizada em pequenos aparelhos e calculadoras. As reações de descarga desta pilha são: 1ò semi-reação: Cd(s) + 2 OH-(aq) ë Cd(OH)‚(s) + 2 e- 2ò semi-reação: NiO‚(s) + 2 H‚O(Ø) + 2 e- ë Ni(OH)‚(s) + 2 OH(aq) A reação global da pilha é: Cd(s) + NiO‚(s) + 2 H‚O(Ø) ë Cd(OH)‚(s) + Ni(OH)‚(s) Os hidróxidos insolúveis de níquel e cádmio depositam-se nos eletrodos e por esta razão as semi- reações são facilmente revertidas no recarregamento da bateria. O potencial padrão de cada semi-reação acima, quando escrita na forma de redução, é: 1ò semi-reação: Potencial Padrão de Redução = - 0,815 V 2ò semi-reação: Potencial Padrão de Redução = + 0,490 V Assinale a alternativa correta. 27. (Ufsc) Na pilha esquematizada a seguir, é fornecido o sentido do fluxo de elétrons. Dados os valores dos potenciais-padrão de redução (a 25°C e 1 atm) do eletrodo de cobre (Ered=0,34V) e do eletrodo de prata (Ered=0,80V), indique a(s) proposição(ões) CORRETA(S): 01. No eletrodo de cobre ocorre a redução. 02. Os elétrons fluem do eletrodo de cobre para o eletrodo de prata. 04. O cobre é o agente redutor. 08. A reação global da pilha é: Cu(s) + 2Ag¢®(aq) ë Cu£®(aq) + 2Ag(s). 16. A diferença de potencial da pilha é 0,46 V, nas condições indicadas. 135 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com 32. A representação correta da pilha é: Ag¢®(aq) |Ag(s)| |Cu(s)| Cu£®(aq). 28. (Ufsc) Dados os potenciais de redução E¡ (em volts, em solução aquosa 1M, a 25°C e 1atm.) das semi-reações: assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). (01) O Ca£® recebe mais facilmente elétrons. (02) O Ni¡ perde mais facilmente elétrons. (04) O Zn£® perde mais facilmente elétrons. (08) O Ni£® recebe mais facilmente elétrons. (16) O Ca¡ perde mais facilmente elétrons. (32) O Zn£® é o melhor agente redutor. (64) O Ni£® é o melhor agente oxidante. Soma ( ) 29. (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 a seguir. A outra figura mostra o esquema de uma pilha a combustível. De acordo com as informações do enunciado e da figura acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). (01) O gás hidrogênio atua na pilha como agente oxidante. (02) A diferença de potencial elétrico padrão da pilha é + 1,23 V. (04) O oxigênio sofre redução. (08) A obtenção de energia elétrica neste dispositivo é um processo espontâneo. (16) A equação global da pilha no estado padrão é 2H‚ (g) + O‚ (g) ë 2H‚O(Ø). (32) A diferença de potencial elétrico padrão da pilha é + 0,43 V. 30. (Ufsc) Uma pilha "recarregável" alcalina de uso comercial é formada pelos elementos químicos níquel e cádmio. Participam também o hidróxido de níquel (III) e o hidróxido de potássio. Os potenciais padrão de redução das semi-reações envolvidas são os seguintes: Cd£® + 2e ë Cd¡ ”¡ = -0,4 volt Ni¤® + 1e ë Ni£® ”¡ = 1,0 volt Considerando os dados acima, é CORRETO afirmar que: (01) A diferença de potencial da pilha Ni-Cd vale 0,6 volt. (02) Na pilha Ni-Cd o metal cádmio é o agente redutor dos íons Ni£® . (04) O fluxo de elétrons, no circuito externo, vai do eletrodo de cádmio para o eletrodo de hidróxido de níquel (III). (08) Durante a descarga da pilha os íons Ni¤® sofrem oxidação. (16) A reação global da pilha é: Cd¡ + 2 Ni£® ë Cd£®+ 2Ni¤®. (32) A pilha cessará seu funcionamento quando o potencial de redução do Cd¡ for igual ao potencial de redução do Ni¤®. 31. (Ufscar) A pilha seca, representada na figura, é uma célula galvânica com os reagentes selados dentro de um invólucro. Essa pilha apresenta um recipiente cilíndrico de zinco, com um bastão de carbono no eixo central. O eletrólito é uma mistura pastosa e úmida de cloreto de amônio, óxido de manganês(IV) e carvão finamente pulverizado.