Química - Livro 4-283-285

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F
R
E
N
T
E
 3
283
A haverá formação de gás no eletrodo B.
 a solução ficará rosa próximo ao eletrodo A
C no eletrodo B ocorrerá o processo de oxidação.
 o eletrodo A é o cátodo do sistema eletrolítico
 a solução ficará azul próximo ao eletrodo B.
54 UFG 2012 No esquema a seguir, está apresentada a
decomposição eletrolítica da água. Nos tubos 1 e 2
formam se gases incolores em volumes diferentes
Tubo 1 Tubo 2
Gás
Fios
encapados
Fios
encapados
Eletrodos
Solução de
hidróxido de sódio
Gás
Tendo em vista os dados,
a) identifique os gases formados nos tubos 1 e 2 e
calcule os respectivos volumes nas CNTP, consi
derando a eletrólise de 36 gramas de água;
b) escreva a reação de combustão do gás combustí
vel formado em um dos tubos.
55 Enem PPL 2012 A grafita é uma variedade alotrópica
do carbono. Trata-se de um sólido preto, macio e es-
corregadio, que apresenta brilho característico e boa
condutibilidade elétrica.
Considerando essas propriedades, a grata tem po-
tência de aplicabilidade em:
A Lubrificantes, condutores de eletricidade e cátodos
de baterias alcalinas.
 Ferramentas para riscar ou cortar materiais, lubrifi-
cantes e condutores de eletricidade.
C Ferramentas para amolar ou polir materiais, brocas
odontológicas e condutores de eletricidade.
 Lubrificantes, brocas odontológicas, condutores de
eletricidade, captadores de radicais livres e cátodo
de baterias alcalinas.
 Ferramentas para riscar ou cortar materiais, na-
noestruturas capazes de transportar drogas com
efeito radioterápico.
56 UFRGS A eletrólise de uma solução aquosa concen
trada de cloreto de sódio é uma reação de grande
importância A partir de reagentes simples e baratos,
essa reação permite a obtenção de cloro e hidrogê
nio gasosos, entre outros produtos.
Observe os potenciais padrão de redução a seguir
Cl2(g) + 2 e
- 2 Cl- (aq) E° = 1,36 V
O2(g) + 4 H
+(aq) + 4 e- 2 H2O(l) E°= 1,23 V
2 H+(aq) + 2e-  H2(g) E°= 0,00 V
2 H2O(l) + 2 e  H2(g) + 2 OH
-(aq) E°= -0,83 V
Na+(aq) + e- Na(s) E°= -2,71 V
Assinale a armação correta sobre a célula eletrolítica
envolvida nesse processo de eletrólise.
A O pH da solução aumenta à medida que a reação
prossegue.
 O potencial que ela fornece é de 1,36 V.
C A reação anódica é: 2 H2O(l) + 2 e
- H2(g) +
+ 2 OH-(aq).
 Ocorre deposição de sódio metálico no cátodo
 Hidrogênio e cloro são liberados no mesmo ele-
trodo.
57 Unicamp A Revista nº 160 traz um comentário sobre
um ônibus montado no Brasil que tem como combus-
tível o gás hidrogênio. Resumidamente, explica-se
que no ônibus existem celas eletroquímicas forma-
das por um conjunto de placas (eletrodos) e uma
membrana polimérica chamada “membrana de troca
de prótons” Em um tipo de eletrodo, o hidrogênio é
“quebrado” (aspas nossas) e elétrons são liberados,
gerando uma corrente elétrica em direção ao outro
tipo de eletrodo, onde o gás oxigênio forma íons óxi-
do Os produtos que se originam nos dois diferentes
eletrodos reagem para formar água
a) Considerando-se as informações do texto, es-
creva a equação química da semirreação de
oxidação que ocorre nessa cela eletroquímica
b) Que massa de gás hidrogênio deve ser trans-
formada na cela eletroquímica para que, no
funcionamento do ônibus, haja uma liberação
de 38,0 MJ? Dado: entalpia de formação da
água = 242 kJ mol–1
58 UCS 2016 Centenas de milhares de toneladas de
magnésio metálico são produzidas anualmente, em
grande parte para a fabricação de ligas leves. De fato,
a maior parte do alumínio utilizado hoje em dia con-
tém 5% em massa de magnésio para melhorar suas
propriedades mecânicas e torná-lo mais resistente
à corrosão. É interessante observar que os minerais
que contêm magnésio não são as principais fontes
desse elemento. A maior parte do magnésio é obtida
a partir da água do mar, na qual os íons Mg2+ estão
presentes em uma concentração de 0,05 mol/L. Para
obter o magnésio metálico, os íons Mg2+ da água do
mar são inicialmente precipitados sob a forma de hi-
dróxido de magnésio, com uma solução de hidróxido
de cálcio. O hidróxido de magnésio é removido des-
se meio por filtração, sendo finalmente tratado com
excesso de uma solução de ácido clorídrico. Após a
evaporação do solvente, o sal anidro obtido é fundido
e submetido ao processo de eletrólise ígnea.
Considerando as informações do texto acima, assina-
le a alternativa correta.
A A filtração é um processo físico que serve para se-
parar misturas homogêneas de um sólido disperso
em um líquido ou em um gás.
QUÍMICA Capítulo 7 Eletroquímica284
b A massa de Mg2+ presente em 500 mL de água do
mar é de 2,025 g.
C A eletrólise ígnea do sal anidro produz, além do
magnésio metálico, um gás extremamente tóxico e
de odor irritante.
d O hidróxido de magnésio é uma monobase fraca,
muito solúvel em água.
e O processo de eletrólise é um fenômeno físico, em
que um ou mais elementos sofrem variações nos
seus números de oxidação no transcorrer de uma
reação química.
59 Mackenzie A eletrólise é uma reação química não es-
pontânea de oxirredução provocada pela passagem
de corrente elétrica através de um composto iônico
fundido (eletrólise ígnea) ou em uma solução aquosa
de um eletrólito (eletrólise aquosa). O processo ele-
troquímico ígneo é amplamente utilizado na obtenção
de alumínio a partir da alumina (Al2O3), que é fundida
em presença de criolita (3 NaF AlF3), para diminuir o
seu ponto de fusão
A respeito do processo de eletrólise ígnea, é INCOR-
RETO armar que
A a equação global do processo de obtenção do alu
mínio é 2 Al2O3 → 4 Al
0
+ 3 O2.
b a semirreação Al3++ 3 e → Al0 ocorre no cátodo
da célula eletrolítica.
C no ânodo ocorre o processo de redução.
d há um elevado consumo de energia na realização
desse processo.
e os eletrodos mais utilizados são os de grafita e
platina.
60 Unicamp 2011 Uma maneira de se produzir ferro metáli-
co de uma forma “mais amigável ao meio ambiente” foi
desenvolvida por dois cientistas, um norte-americano
e um chinês, que constataram a surpreendente solu-
bilidade dos minérios de ferro em carbonato de lítio
líquido, em temperaturas ao redor de 800 °C. No pro-
cesso, a eletrólise dessa solução, realizada com uma
corrente elétrica de alta intensidade, leva a separação
dos elementos que compõem os minérios e a produ-
ção do produto desejado.
a) O artigo que relata a descoberta informa que
os elementos que formam o minério são produ-
zidos separadamente em dois compartimentos,
na forma de substâncias elementares Que subs
tâncias são essas? Dê os nomes e as fórmulas
correspondentes
) O processo atual de obtenção de ferro consiste na
utilização de alto forno, que funciona a uma tempe-
ratura entre 1 300 e 1 500 °C, com adição de carbono
para a reação de transformação do minério. Consi
derando todas as informações dadas, apresente
duas diferenças entre o processo atual e o novo.
Explique, separadamente, como essas diferenças
justificam que o novo processo seja caracterizado
como “mais amigável ao meio ambiente”.
61 Enem PPL 2013 Após o desmonte da bateria automoti-
va, é obtida uma pasta residual de 6 kg, em que 19%,
em massa, é dióxido de chumbo(IV), 60%, sulfato de
chumbo(II) e 21%, chumbo metálico O processo piro-
metalúrgico é o mais comum na obtenção do chumbo
metálico, porém, devido à alta concentração de sulfato
de chumbo(II), ocorre grande produção de dióxido de
enxofre (SO2), causador de problemas ambientais. Para
eliminar a produção de dióxido de enxofre, utiliza-se o
processo hidrometalúrgico, constituído de três etapas,
no qual o sulfato de chumbo(II) reage com carbonato de
sódio a 1,0 mol/L a 45 °C, obtendo-se um sal insolúvel
(etapa 1), que, tratado com ácido nítrico, produz um sal
de chumbo solúvel (etapa 2) e, por eletrólise, obtém-se
o chumbo metálico com alto grau de pureza (etapa 3).
ARAÚJO, R V V et al Reciclagem de chumbo de bateria automotiva: estudo de caso
Disponível em: www.iqsc.usp.br. Acesso em: 17 abr. 2010 (Adaptado).
Considerando a obtenção de chumbo metálico a
partir de sulfato de chumbo(II)na pasta residual, pelo
processo hidrometalúrgico, as etapas 1, 2 e 3 objeti-
vam, respectivamente,
A a lixiviação básica e dessulfuração; a lixiviação áci-
da e solubilização; a redução do Pb2+ em Pb0.
b a lixiviação ácida e dessulfuração; a lixiviação bási-
ca e solubilização; a redução do Pb4+ em Pb0.
C a lixiviação básica e dessulfuração; a lixiviação áci-
da e solubilização; a redução do Pb0 em Pb2+
d a lixiviação ácida e dessulfuração; a lixiviação bási-
ca e solubilização; a redução do Pb2+ em Pb0.
e a lixiviação básica e dessulfuração; a lixiviação áci-
da e solubilização; a redução do Pb4+ em Pb0.
62 FGV-SP 2012 O Brasil é o sexto principal país produtor
de alumínio. Sua produção é feita a partir da bauxita,
mineral que apresenta o óxido Al2O3. Após o pro-
cessamento químico da bauxita, o óxido é transferido
para uma cuba eletrolítica na qual o alumínio é obti-
do por processo de eletrólise ígnea. Os eletrodos da
cuba eletrolítica são as suas paredes de aço, polo ne-
gativo, e barras de carbono, polo positivo
CO
2
O2–
C
A3+
A
2
O
3
A(líquido)
Aço
A3+ + 3O2–
A()
e–
e–
Fonte de
corrente
elétrica
+
–
O processo ocorre em alta temperatura, de forma que
o óxido se funde e seus íons se dissociam. O alumínio
metálico é formado e escoado na forma líquida.
As semirreações que ocorrem na cuba eletrolítica são
Polo +
C + 2 O2– → CO2 + 4 e
–
Polo 
Al3+ + 3 e → Al
F
R
E
N
T
E
 3
285
A quantidade em mols de CO2 que se forma para
cada um mol de Al e o polo negativo da cuba eletrolí
tica são respectivamente
A
4
3
 e ânodo, onde ocorre a redução.
b
3
4
e ânodo, onde ocorre a oxidação.
C
4
3
 e cátodo, onde ocorre a redução.
d
3
4
 e cátodo, onde ocorre a redução.
e
3
4
 e cátodo, onde ocorre a oxidação.
63 UEG 2018 A galvanização é um processo que permite
dar um revestimento metálico a determinada peça
A seguir é mostrado um aparato experimental, mon
tado para possibilitar o revestimento de uma chave
com níquel
B
a
rr
a
 d
e
 N
íq
u
e
l
C
h
a
v
e
Solução de NiSO
4
(aq)
Fonte de
corrente
contínua
No processo de revestimento da chave com níquel
ocorrerá, majoritariamente, uma reação de X, repre
sentada por uma semirreação Y. Nesse caso, o par X,
Y pode ser representado por
A redução, Ni+ + 1 e → Ni(s)
b redução, Ni(s)→ Ni2+ + 2 e–
C oxidação, Ni2+ + 2 e → Ni(s)
d oxidação, Ni(s)→ Ni2+ + 2 e
e redução, Ni2+ + 2 e → Ni(s)
64 Uefs 2017 Desde a antiguidade, o homem utiliza metais
para a fabricação de utensílios diversos. A partir do sé-
culo XVIII, a metalurgia tornou-se uma ciência, em que
os processos metalúrgicos passaram a ser estudados
e explicados, alavancando a obtenção dos metais a
partir de minérios. A metalurgia é uma sequência de
processos que visa à obtenção de um elemento metá-
lico a partir de seu minério. Quanto maior a tendência
do metal para sofrer corrosão, maior é a dificuldade
de obtê-lo a partir do minério.
Sobre a obtenção de metais na metalurgia, é correto
armar:
I. O alumínio é um metal de fácil obtenção a partir
de seu minério, a bauxita, pois esse, por possuir
baixa tendência em oxidar, é facilmente reduzido
de Al3+ para Al0, se comparado a outros metais
menos nobres, como o ferro e o chumbo.
II. Metais, como o ferro e o zinco, para serem obtidos
a partir de seus minérios, devem ser aquecidos
na presença de uma substância que vai provocar
a redução desses metais, como o monóxido de
carbono, que é um agente redutor.
III. O alumínio possui inúmeras aplicações, mas, por
ser um metal pouco nobre, é difícil de ser obtido
e sua redução é realizada em um processo deno-
minado eletrólise.
IV. A prata é um metal nobre, sua principal fonte é o
minério argentita (Ag2S), sendo que o processo
de obtenção da prata metálica é realizado pelo
aquecimento desse minério, que reage com o
oxigênio, provocando a oxidação da prata.
A alternativa em que todas as armativas indicadas
estão corretas é a
A I e II.
b I e IV.
C II e III.
d III e IV.
e I, II e IV.
65 Unesp 2017 Nas salinas, o cloreto de sódio é obtido pela
evaporação da água do mar em uma série de tanques.
No primeiro tanque, ocorre o aumento da concentra-
ção de sais na água, cristalizando-se sais de cálcio. Em
outro tanque ocorre a cristalização de 90% do cloreto
de sódio presente na água. O líquido sobrenadante
desse tanque, conhecido como salmoura amarga, é
drenado para outro tanque. É nessa salmoura que se
encontra a maior concentração de íons Mg2+(aq), razão
pela qual ela é utilizada como ponto de partida para a
produção de magnésio metálico.
Ricardo Azouryl/olharimagem
(www2 uol com.br/Sciam Salina da região de Cabo Frio.)
A obtenção de magnésio metálico a partir da salmou-
ra amarga envolve uma série de etapas: os íons Mg
2+
presentes nessa salmoura são precipitados sob a
forma de hidróxido de magnésio por adição de íons
OH–. Por aquecimento, esse hidróxido transforma-se
em óxido de magnésio que, por sua vez, reage com
ácido clorídrico, formando cloreto de magnésio que,
após cristalizado e fundido, é submetido a eletrólise
ígnea, produzindo magnésio metálico no cátodo e
cloro gasoso no ânodo.
Dê o nome do processo de separação de misturas em-
pregado para obter o cloreto de sódio nas salinas e
informe qual é a propriedade especíca dos materiais
na qual se baseia esse processo. Escreva a equação
da reação que ocorre na primeira etapa da obtenção