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Eletrólises e Leis de Faraday 25Editora Bernoulli Q U ÍM IC A EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 01. (Unimontes-MG–2009) Os metais alcalinoterrosos são obtidos através da eletrólise ígnea de seus compostos. Assim, o cálcio pode ser obtido a partir do fluoreto de cálcio (CaF2), segundo a equação: Ca2+ + 2F– → Ca + F2 Sabendo-se que a diferença de potencial dessa reação é igual a –5,63 V, pode-se afirmar que A) a eletrólise ocorre ao se usar uma bateria com voltagem superior a 5,63 V. B) os íons fluoreto sofrem redução no cátodo da célula, para formar o gás flúor. C) a molécula de água compete com os íons de cálcio no cátodo da célula. D) o cálcio metálico se forma no ânodo, depositando-se no fundo da célula. 02. (UFU-MG–2009) A eletrólise é um processo que separa, na cela eletrolítica, os elementos químicos de uma substância, através do uso da eletricidade. Esse processo é um fenômeno físico-químico de reação de oxirredução não espontânea. Uma importante aplicação industrial da eletrólise é a obtenção de sódio metálico, com eletrodos inertes, a partir de cloreto de sódio fundido. A respeito desse processo industrial, é CORRETO afirmar que, além da obtenção do sódio metálico, também se observa a formação A) de hidróxido de sódio fundido, basificando o meio, e de moléculas de gás cloro e de gás hidrogênio, respectivamente, no ânodo e no cátodo da cela eletrolítica. B) tanto de moléculas de gás cloro como de gás hidrogênio, respectivamente, no ânodo e no cátodo da cela eletrolítica. C) de moléculas de gás cloro no ânodo da cela eletrolítica. D) de moléculas de gás hidrogênio no cátodo da cela eletrolítica. 03. (UFU-MG–2007) Observe o esquema a seguir, representativo da eletrólise da água, que é um processo eletroquímico com larga aplicação industrial. As semirreações que ocorrem nos eletrodos são: 2H2O(ℓ) + 2e – → 2OH–(aq) + H2(g) 2H2O(ℓ) → 4H + (aq) + O2(g) + 4e – bateria água + sal tubo I tubo II Pede-se: A) Quais são os gases formados nos tubos I e II? B) IDENTIFIQUE qual polo da bateria está conectado no tubo II. JUSTIFIQUE sua resposta. C) EXPLIQUE por que o tubo II tem maior massa que o tubo I. 04. (Unicamp-SP–2009) Ao contrário do que muitos pensam, a medalha de ouro da Olimpíada de Beijing é feita de prata, sendo apenas recoberta com uma fina camada de ouro obtida por deposição eletrolítica. Na eletrólise, a medalha cunhada em prata atua como o eletrodo em que o ouro se deposita. A solução eletrolítica é constituída de um sal de ouro (III). A quantidade de ouro depositada em cada medalha é de 6,0 gramas. A) Supondo que o processo de eletrólise tenha sido conduzido em uma solução aquosa de ouro (III) contendo excesso de íons cloreto em meio ácido, EQUACIONE a reação total do processo eletroquímico. Considere que no ânodo forma-se o gás cloro. B) Supondo que tenha sido utilizada uma corrente elétrica constante de 2,5 ampères no processo eletrolítico, quanto tempo (em minutos) foi gasto para se fazer a deposição do ouro em uma medalha? MOSTRE os cálculos. Dados: Constante de Faraday = 96 500 coulomb.mol–1; 1 ampère = 1 coulomb.s–1. 05. (FCMMG) No recobrimento protetor de uma lâmina, eletrodepositaram-se 2,0 g de cádmio usando-se uma solução aquosa de sulfato de cádmio (CdSO4) e o tempo de 1,0 minuto. A) CALCULE a intensidade da corrente empregada, bem como o volume do gás produzido (O2), nas condições padrão, admitindo-se que não houve perdas. Dado: 1 F = 96 500 C. B) DÊ as equações dos fenômenos eletroquímicos ocorridos. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 01. (UFMG) Em relação a uma corrente elétrica contínua conduzida por uma solução, durante uma eletrólise, qual é a afirmação ERRADA? A) O número de elétrons que entram na solução por um eletrodo é igual ao número de elétrons que deixam a solução pelo outro eletrodo. B) O movimento de íons de eletrólito é o responsável pela condução da corrente elétrica através da solução. C) Durante a eletrólise, a solução do eletrólito permanece eletricamente neutra. D) No eletrodo positivo, ocorre reação de oxidação e no eletrodo negativo ocorre reação de redução. E) O número de cátions que migram para o cátodo é sempre igual ao número de ânions que migram para o ânodo. 26 Coleção Estudo Frente B Módulo 11 02. (UFMG) Depois do ferro, o alumínio é o metal mais utilizado no mundo. Ele é produzido, industrialmente, pela redução eletrolítica da alumina, Aℓ2O3. As semirreações de eletrodo e a reação total são, respectivamente, I Aℓ2O3 → 2Aℓ 3+ + 1,5O2 + 6e – II Aℓ2O3 + 6e – → 2Aℓ + 3O2– __________________________ III Aℓ2O3 → 2Aℓ + 1,5O2 Com relação à eletrólise da alumina, pode-se afirmar, CORRETAMENTE, que A) a reação total libera energia. B) na semirreação I ocorre oxidação do alumínio. C) na semirreação II ocorre redução do oxigênio. D) na reação total III alumínio é o agente oxidante. E) na reação total a proporção é de 1 mol de alumina para 3 mol de oxigênio molecular. 03. (UFMG) O sódio é obtido pela eletrólise do cloreto de sódio fundido segundo a equação 2NaCℓ(ℓ) → 2Na(s) + Cℓ2(g) Para abaixar o elevado ponto de fusão do cloreto de sódio, adiciona-se cloreto de cálcio, que é eletrolisado simultaneamente segundo a equação CaCℓ2(ℓ) → Ca(s) + Cℓ2(g) Em relação a esse processo, todas as alternativas estão corretas, EXCETO A) A produção de um mol de cloro requer um mol de elétrons. B) A redução do íon sódio é um processo endotérmico. C) O cloro é obtido no ânodo. D) O estado de oxidação do cálcio varia na eletrólise. E) Uma mistura de cálcio e sódio é obtida no cátodo. 04. (FUVEST-SP) A eletrólise de cloreto de sódio fundido produz sódio metálico e gás cloro. Nesse processo, cada íon A) sódio recebe 2 elétrons. B) cloreto recebe 1 elétron. C) sódio recebe 1 elétron. D) cloreto perde 2 elétrons. E) sódio perde 1 elétron. 05. (UFMG) A eletrólise da salmoura é o método mais empregado para a produção de soda cáustica (NaOH) e cloro. A reação global do processo é representada pela equação NaCℓ(aq) + H2O(ℓ) → NaOH(aq) + 1 2H2(g) + 1 2Cℓ2(g) Sobre essa reação, pode-se afirmar que A) a água é oxidada. B) o cloro é oxidante. C) o íon hidrogênio é reduzido. D) o oxigênio é redutor. E) o sódio é oxidado. 06. (UFMG) As figuras a seguir correspondem a processos eletrolíticos. e– e– e– e– Na+ C�– Na+ C�– NaC�(�) NaC�(aq) Assinale a afirmativa ERRADA sobre tais processos. A) Na eletrólise do cloreto de sódio fundido, formam-se sódio livre e cloro gasoso. B) Eletrolisando-se uma solução aquosa de cloreto de sódio, tem-se H2(g) e Cℓ2(g), além de uma solução aquosa de NaOH. C) Na eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio em que se misturam o cloro e o hidróxido formados, tem-se 2NaOH + Cℓ2 → NaCℓO + NaCℓ + H2O, a frio. D) Em qualquer dos processos anteriores, a quantidade de cloreto de sódio que se decompõe varia diretamente com a quantidade de eletricidade consumida. E) Para se decompor 1 mol de NaCℓ, gasta-se a mesma quantidade de eletricidade que para decompor 1 mol de CaCℓ2. Eletrólises e Leis de Faraday 27Editora Bernoulli Q U ÍM IC A 07. (FCMMG–2011) Considere o experimento em que a mesma fonte fornece energia elétrica para tubos de ensaio com conteúdos diferentes, inicialmente à mesma temperatura (veja figura). Ambos os béqueres contêm, inicialmente, iguais volumes de água. Bolhas Resistência em água Elétrodos de platina em H2SO4 diluído Béquer 1Tubo 1 Béquer 2Tubo 2 Fonte de energia elétrica Em relação aos fenômenos que ocorrem nesse experimento, a afirmativa ERRADA é: A) A energia elétrica provoca transformações químicas no tubo 1. B) O volume de água no béquer 2 aumenta com o decorrer do tempo. C) As bolhas que se formam no béquer 1 contém hidrogênio e oxigênio. D) As temperaturas dos tubos 1 e 2 permanecem iguais durante o experimento. 08. (UFMG) Em relação à eletrólise de uma solução aquosa de CuCℓ2, qual a afirmativaERRADA? A) Há deposição de cobre metálico no eletrodo negativo. B) A reação que se passa na eletrólise pode ser representada pela equação Cu + Cℓ2 → Cu 2+ + 2Cℓ–. C) Há formação de cloro gasoso no eletrodo positivo. D) Os íons Cℓ– são oxidados. E) Os íons Cu2+ são reduzidos. 09. (FUVEST-SP) Uma solução aquosa de iodeto de potássio (KI) foi eletrolisada usando-se a aparelhagem esquematizada na figura. solução aquosa de KI bastões de grafite B – + A tensão elétrica externa Após algum tempo de eletrólise, adicionaram-se algumas gotas de solução de fenolftaleína na região do eletrodo A e algumas gotas de solução de amido na região do eletrodo B. Verificou-se o aparecimento da cor rosa na região de A e da cor azul (formação de iodo) na região de B. Nessa eletrólise, I. no polo negativo, ocorre redução da água com formação de OH– e de H2. II. no polo positivo, o iodeto ganha elétrons e forma iodo. III. a grafite atua como condutora de elétrons. Dessas afirmações, apenas a A) I é correta. B) II é correta. C) III é correta. D) I e a III são corretas. E) II e a III são corretas. 10. (UFMG) Fez-se a eletrólise da água acidulada com H2SO4 em um voltâmetro, como indica a figura a seguir. Após interromper o circuito, o tubo I continha 20 mL de gás, e o tubo II continha 10 mL de gás. 10 20 30 40 10 20 30 40 II I bateria Assinale a afirmação ERRADA. A) O tubo I contém hidrogênio e algum vapor de água. B) O número de mols de hidrogênio formado é o dobro do de oxigênio. C) A massa de ácido sulfúrico diminui durante a eletrólise. D) A eletrólise também ocorreria se a solução contivesse nitrato de sódio ao invés de H2SO4. E) As pressões dos gases nos tubos I e II são iguais.