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3000 QUESTÕES DE QUÍMICA 509 b) 10–16 mol/L. c) 10–15 mol/L. d) 10–8 mol/L. 165 - (UFU MG) Para verificar se em uma amostra de água existem traços de íon cloreto, um estudante, no laboratório de química, decidiu adicionar, lenta e continuamente, nitrato de prata, AgNO3, 0,01 mol/L. É sabido que o produto de solubilidade do AgCl é 2 x 10–10. Teoricamente, o estudante previu que haveria: a) Precipitação do cloreto de prata se a concentração do íon cloreto fosse maior ou igual a 2 x 10–8 mol/L. b) Efervescência, com liberação de gás carbônico, se a concentração do íon cloreto fosse menor ou igual a 2 x 10–10 mol/L. c) Liberação de odor característico, se o nitrato, ao reagir com o cloreto de concentração 10–2 mol/L, liberasse o gás amônia. d) Mudança de cor da solução, indicando a presença de íon cloreto com concentração igual a 0,01 mol/L. 166 - (UNCISAL) Na água do mar encontramos quase todos os elementos, porém, 95% dos sais dissolvidos na forma iônica é composta de Cl–, Na+, SO4 2–, Mg2+, Ca2+, K+ e HCO3 –. Uma amostra de água do mar com concentração de íons magnésio de 5.10–3 mol.L–1 foi retirada e o magnésio extraído por precipitação, pela adição de Ca(OH)2 até levar a concentração final de OH– a 1.10–4 mol.L–1. A quantidade de magnésio que permanece na amostra da água do mar (em gramas) é Dado: Mg = 24 ; Kps [Mg(OH)2] = 1.10–11 a) 2,4.10–2 b) 2,4.10–3 c) 2,4.10–4 d) 2,4.10–5 e) 2,4.10–6 167 - (UNCISAL) De acordo com o Princípio de Le Chatelier e sua importância para a compreensão dos fenômenos envolvendo o equilíbrio químico, é correto afirmar: a) a constante de equilíbrio da soma de duas reações é igual à soma das respectivas constantes de equilíbrio. b) se o Kps de AB é 1,0.10–10 e o Kps de A2B é 4,0.10–12, então o precipitado AB é mais solúvel que o precipitado A2B. c) o valor da constante de equilíbrio indica quanto o equilíbrio químico está deslocado para o lado dos reagentes ou dos produtos. d) a variação da temperatura sobre o equilíbrio químico não altera o valor de sua constante, caso a pressão permaneça inalterada. e) quanto menor for o valor da constante de equilíbrio, mais deslocado está o equilíbrio para os produtos; logo teremos mais reagentes na reação. 168 - (ACAFE SC) Cálculo renal também, conhecido como pedra nos rins, são formações sólidas contendo várias espécies químicas, entre elas o fosfato de cálcio, que se acumula nos rins, causando enfermidades. Assinale a alternativa que contém a concentração dos íons Ca2+ em uma solução aquosa saturada de fosfato de cálcio. Dado: Considere que a temperatura seja constante e o produto de solubilidade (Ks) do fosfato de cálcio em água seja 1,0810–33. a) 310–7 mol/L b) 110–7 mol/L c) 210–7 mol/L d) 2710–7 mol/L TEXTO: 1 - Comum à questão: 169 Em sistemas biológicos, muitas reações envolvem a transferência de prótons, de forma que suas velocidades são afetadas pelo pH. Assim, a manutenção do pH em uma faixa estreita de valores é muito importante nesses sistemas. O sangue humano, por exemplo, apresenta pH normal na faixa de 7,35 a 7,45. 169 - (ESCS DF) Considere que o equilíbrio responsável pelo efeito tampão no sangue seja H2CO3(aq) + H2O(l) HCO3 –(aq) + H3O+(aq), que o pKa1 do H2CO3 seja igual a 6,4 e que o sistema apresente comportamento ideal. Considerando essas condições, julgue as afirmações abaixo e, a seguir, assinale a opção correta. I. Um acúmulo de H2CO3 leva à diminuição da acidez do sangue. II. Em um sistema tamponado, é possível a adição de uma base ou ácido, sem que ocorra variação de pH. → 3000 QUESTÕES DE QUÍMICA 510 III. Em uma amostra de sangue com pH igual a 7,4, medido a 25 ºC, a quantidade de íons HCO3 – é superior à concentração das moléculas de H2CO3 não ionizadas. É correto o que se afirma a) apenas nos itens II e III. b) nos itens I, II e III. c) apenas no item I. d) apenas no item II. e) apenas no item III. TEXTO: 2 - Comum à questão: 170 Líquidos produzidos pelo organismo humano, a 25 ºC (CRC Handbook of Chemistry and Physics, 73.a edição.) Viragem de cores de diferentes indicadores ácido-base, a 25 ºC 170 - (FMJ SP) Os três indicadores certamente apresentarão cor amarela em presença de a) suco gástrico. b) bile. c) urina. d) leite. e) saliva. TEXTO: 3 - Comum às questões: 171, 172 (Daniel C. Harris. Análise química quantitativa, 2001. Adaptado.) 171 - (FAMERP SP) Uma das substâncias da tabela é muito utilizada como meio de contraste em exames radiológicos, pois funciona como um marcador tecidual que permite verificar a integridade da mucosa de todo o trato gastrointestinal, delineando cada segmento. Uma característica necessária ao meio de contraste é que seja o mais insolúvel possível, para evitar que seja absorvido pelos tecidos, tornando-o um marcador seguro, que não será metabolizado no organismo e, portanto, excretado na sua forma intacta. (http://qnint.sbq.org.br. Adaptado.) Dentre as substâncias da tabela, aquela que atende às características necessárias para o uso seguro como meio de contraste em exames radiológicos é a substância a) IV. b) III. c) II. d) V. e) I. 172 - (FAMERP SP) Uma solução saturada de carbonato de cálcio tem concentração de íons cálcio, em mol/L, próximo a a) 2,5 x 10–8. b) 2,5 x 10–9. c) 7,0 x 10–4. d) 9,8 x 10–9. e) 7,0 x 10–5. TEXTO: 4 - Comum às questões: 173, 174 Experiência – Escrever uma mensagem secreta no laboratório Materiais e Reagentes Necessários • Folha de papel 8,4 a 4,8urina 7,0 a 6,8bile 7,6 a 6,8leite 7,5 a 6,5saliva 3,0 a 1,0gástrico suco pH de intervalolíquido azul para amarela5,4 a 3,8lbromocreso de verde azul para amarela7,6 a 6,0bromotimol de azul vermelhapara amarela12,0 a 10,1R alizarina de amarelo cor de mudançapH de intervaloindicador 3000 QUESTÕES DE QUÍMICA 511 • Pincel fino • Difusor • Solução de fenolftaleína • Solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L ou solução saturada de hidróxido de cálcio Procedimento Experimental Utilizando uma solução incolor de fenolftaleína, escreva com um pincel fino uma mensagem numa folha de papel. A mensagem permanecerá invisível. Para revelar essa mensagem, borrife a folha de papel com uma solução de hidróxido de sódio ou de cálcio, com o auxílio de um difusor. A mensagem aparecerá magicamente com a cor vermelha. Explicação A fenolftaleína é um indicador que fica vermelho na presença de soluções básicas, nesse caso, uma solução de hidróxido de sódio ou de cálcio. <http://tinyurl.com/o2vav8v> Acesso em: 31.08.15. Adaptado. 173 - (FATEC SP) Para obtermos 100 mL de uma solução aquosa saturada de hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, para o experimento, devemos levar em consideração a solubilidade desse composto. Sabendo que o produto de solubilidade do hidróxido de cálcio é 5,5 10–6, a 25 ºC, a solubilidade dessa base em mol/L é, aproximadamente, Dados: Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 2OH– (aq) Kps = [Ca2+] [OH–]2 a) 1 10–2. b) 1 10–6. c) 2 10–6. d) 5 10–4. e) 5 10–6. 174 - (FATEC SP) A fenolftaleína atua como um indicador ácido-base por ser um ácido fraco, que em solução alcóolica, apresenta a cor das moléculas não-dissociadas, HInd, diferente da cor dos respectivos íons, Ind–. A leitura da mensagem no experimento descrito é possível porque a presença de íons OH– na solução de fenolftaleína promove deslocamento do equilíbrio para a a) direita, devido à diminuição do grau de ionização da fenolftaleína. b) direita, devido ao aumento da concentração de íons H+. c) direita, devido ao consumo de íons H+ pelos íons OH–. d) esquerda, devido ao consumo de íons H+ pelos íons OH–. e) esquerda, devido à diminuição do grau de ionização da fenolftaleína. TEXTO: 5 - Comum à questão: 175 O fenol é um composto químico altamentetóxico encontrado em efluentes (resíduos aquosos de processos químicos) de variadas indústrias como a farmacêutica, de tintas e de papel e celulose. O fenol se ioniza em água de acordo com o equilíbrio OH O- + H2O + H3O+ fenol íon fenolato A concentração máxima permitida para fenóis em águas não cloradas é de 0,1 mg/L. Contudo, em águas cloradas, a concentração máxima permitida para fenóis pela resolução nº 357 do CONAMA é de 0,003 mg/L. 175 - (FGV SP) Os químicos do laboratório de análises de uma indústria de tintas prepararam cinco amostras, cada uma com 1 000 mL de efluente do processo, contendo fenol. A quatro delas, adicionaram – a cada uma separadamente – 0,1 mol das seguintes substâncias: KBr, NaCl, NaOH, HCl. A quinta amostra foi mantida apenas com o efluente. Após esse procedimento, fizeram análises da concentração de fenolato, C6H5O–, por instrumento de medida, em cada uma das cinco amostras. Ao final dessa pesquisa, os químicos concluíram corretamente que a amostra que apresentou maior concentração de íon fenolato, dentre as cinco, foi aquela contendo → 3000 QUESTÕES DE QUÍMICA 512 a) KBr, porque ela tem o pH mais alto. b) NaCl, porque ela tem o pH mais baixo. c) NaOH, porque ela tem o pH mais alto. d) HCl, porque ela tem o pH mais baixo. e) efluente sem reagentes, porque o pH era neutro. TEXTO: 6 - Comum à questão: 176 A vida em grandes metrópoles apresenta atributos que consideramos sinônimos de progresso, como facilidades de acesso aos bens de consumo, oportunidades de trabalho, lazer, serviços, educação, saúde etc. Por outro lado, em algumas delas, devido à grandiosidade dessas cidades e aos milhões de cidadãos que ali moram, existem muito mais problemas do que benefícios. Seus habitantes sabem como são complicados o trânsito, a segurança pública, a poluição, os problemas ambientais, a habitação etc. Sem dúvida, são desafios que exigem muito esforço não só dos governantes, mas também de todas as pessoas que vivem nesses lugares. Essas cidades convivem ao mesmo tempo com a ordem e o caos, com a pobreza e a riqueza, com a beleza e a feiura. A tendência das coisas de se desordenarem espontaneamente é uma característica fundamental da natureza. Para que ocorra a organização, é necessária alguma ação que restabeleça a ordem. É o que acontece nas grandes cidades: despoluir um rio, melhorar a condição de vida dos seus habitantes e diminuir a violência, por exemplo, são tarefas que exigem muito trabalho e não acontecem espontaneamente. Se não houver qualquer ação nesse sentido, a tendência é que prevaleça a desorganização. Em nosso cotidiano, percebemos que é mais fácil deixarmos as coisas desorganizadas do que em ordem. A ordem tem seu preço. Portanto, percebemos que há um embate constante na manutenção da vida e do universo contra a desordem. A luta contra a desorganização é travada a cada momento por nós. Por exemplo, desde o momento da nossa concepção, a partir da fecundação do óvulo pelo espermatozoide, nosso organismo vai se desenvolvendo e ficando mais complexo. Partimos de uma única célula e chegamos à fase adulta com trilhões delas, especializadas para determinadas funções. Entretanto, com o passar dos anos, envelhecemos e nosso corpo não consegue mais funcionar adequadamente, ocorre uma falha fatal e morremos. O que se observa na natureza é que a manutenção da ordem é fruto da ação das forças fundamentais, que, ao interagirem com a matéria, permitem que esta se organize. Desde a formação do nosso planeta, há cerca de 5 bilhões de anos, a vida somente conseguiu se desenvolver às custas de transformar a energia recebida pelo Sol em uma forma útil, ou seja, capaz de manter a organização. Para tal, pagamos um preço alto: grande parte dessa energia é perdida, principalmente na forma de calor. Dessa forma, para que existamos, pagamos o preço de aumentar a desorganização do nosso planeta. Quando o Sol não puder mais fornecer essa energia, dentro de mais 5 bilhões de anos, não existirá mais vida na Terra. Com certeza a espécie humana já terá sido extinta muito antes disso. (Adaptado de: OLIVEIRA, A. O Caos e a Ordem. Ciência Hoje. Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/fisica-sem- misterio/o-caos-e-a-ordem>. Acesso em: 10 abr. 2015.) 176 - (UEL PR) O processo de despoluição de um rio, embora trabalhoso, é importante para restabelecer a ordem de pureza. A medida de pH da água de um rio é um parâmetro importante para avaliar a acidez ou a alcalinidade da água. Cita-se, por exemplo, que descartes aquosos de efluentes em corpos d’água devem apresentar pH entre 5 e 9, segundo o Conselho Nacional do Meio Ambiente. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, procedimentos químicos capazes de corrigir o pH de um corpo d’água. (Dados: Fe3+ sofre hidrólise em água; Ka do HNO2 = 5,1 10–4; Kb da amônia (NH3) = 1,8 10–5) a) Se um corpo d’água possui pH 2, a elevação desse valor pode ser feita pela adição de NaCl na água. b) Se um corpo d’água possui pH 4, a elevação desse valor pode ser feita pela adição de KCl na água. c) Se um corpo d’água possui pH 6, a elevação desse valor pode ser feita pela adição de FeCl3 na água. d) Se um corpo d’água possui pH 7, a redução desse valor pode ser feita pela adição de NH4Cl na água. e) Se um corpo d’água possui pH 8, a redução desse valor pode ser feita pela adição de NaNO2 na água. TEXTO: 7 - Comum à questão: 177 Considere o texto retirado do website da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). “ [...] Junho de 2003. Um erro em uma indústria farmacêutica provoca intoxicação em dezenas de pessoas. Há uma morte confirmada e outras 15 suspeitas. A causa: um veneno chamado carbonato de bário. O Celobar, medicamento que causou a tragédia, deveria conter somente sulfato de bário. Mas, na tentativa de transformar o carbonato em sulfato, 3000 QUESTÕES DE QUÍMICA 513 algum erro fez com que quase 15% da massa do Celobar comercializado fosse de carbonato de bário. Pacientes tomam sulfato de bário para que os órgãos de seu sistema digestório fiquem visíveis nas radiografias. É o chamado contraste. O problema é que os íons bário são muito tóxicos. Quando absorvidos causam vômito, cólicas, diarreia, tremores, convulsões e até a morte. Cerca de 0,5 g é dose fatal. Mas, se a toxicidade é do bário, por que o sulfato de bário não é perigoso e o carbonato de bário sim? É que o sulfato de bário praticamente não se dissolve na água. Sua solubilidade em água é de apenas 1,0 10–5 mol/L (sob temperatura de 25ºC). O que os pacientes ingerem é uma suspensão aquosa desse sal em que a maior parte dele não está dissolvida. Sem dissolução, não há, praticamente, dissociação do sal. É por isso que os íons bário não são liberados para serem absorvidos pelo organismo. Não há perigo. Ainda assim, só para garantir, essa suspensão costuma ser preparada em uma solução de sulfato de potássio, um sal bastante solúvel em água. A função desse sal é aumentar a concentração de íons sulfato. Desse modo, o equilíbrio da dissociação do sal é bem deslocado para a esquerda, diminuindo ainda mais a presença de íons bário na suspensão. Com o carbonato de bário é diferente. Apesar de pouco solúvel em água, ele reage com o ácido clorídrico do nosso estômago formando um sal solúvel, o cloreto de bário. Ao se dissolver, esse sal se dissocia, liberando íons bário para o organismo. O corpo absorve esses íons, e a intoxicação acontece. Triste é saber que uma simples gota de ácido clorídrico, misturada ao Celobar, teria evitado a tragédia. Essa gota produziria bolhas de gás carbônico, o que evidenciaria a presença do veneno no medicamento [...]”. http://www2.unifesp.br/reitoria/residuos//curiosidades/caso celobar (data do acesso: 12/04/2016). 177 - (ACAFE SC) Baseado nas informações fornecidas e nos conceitosquímicos é correto afirmar, exceto: a) Os íons sulfato provenientes do K2SO4 diminui a solubilidade do BaSO4, caracterizando o efeito do íons comum. b) Em todos os compostos iônicos pouco solúveis, quanto maior o valor da constante do produto de solubilidade (Ks) maior será a solubilidade. c) A constante do produto de solubilidade (Ks) do sulfato de bário pode ser expresso como: Ks = [Ba2+].[SO ]. d) A solubilidade e a constante do produto de solubilidade (Ks) do sulfato de bário podem variar com a temperatura. TEXTO: 8 - Comum à questão: 178 A água oxigenada é utilizada industrialmente como componente que tira manchas de tecidos e também para branqueamento de polpa da celulose utilizada na fabricação de papel. Para essas finalidades, a concentração utilizada é superior a 30%. Mas soluções aquosas, com concentração de 3%, são utilizadas como antissépticos e para descoloração de pelos e cabelos. A decomposição da água oxigenada ocorre de acordo com a equação abaixo: 2 H2O2 (l) 2 H2O (l) + O2 (g) 178 - (UNITAU SP) Com relação ao procedimento realizado para detectar a decomposição da água oxigenada em determinado recipiente, leia as afirmações abaixo. I. Pode-se observar a formação de bolhas de ar na solução. II. Pode-se observar o avivamento da chama de uma brasa, ao se aproximar o recipiente contendo a água oxigenada em decomposição. III. Realiza-se a determinação do pH, o qual deve diminuir na decomposição da água oxigenada. IV. Observa-se a mudança na cor da solução, que deverá ficar escura. Está CORRETO o que se afirma em: a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas. d) III e IV, apenas. e) I, II e III, apenas. TEXTO: 9 - Comum à questão: 179 A mandioca contém linamarina em todas as partes da planta. A decomposição da linamarina por enzimas produz o ácido cianídrico (HCN), que é um ácido fraco com constante de ionização (Ka) igual a 5 10–10 a 25 ºC. A fabricação de farinha da mandioca é feita com a prensagem da massa obtida por meio da ralação das raízes descascadas. A água resultante −2 4 → 3000 QUESTÕES DE QUÍMICA 514 desse processo arrasta a linamarina e os seus produtos de decomposição, podendo causar contaminação do meio ambiente e intoxicação em animais e plantas. (OLIVEIRA, Suzy Sarzi. Metabolismo da linamarina em reator de digestão anaeróbia com separação de fases. 2003. xiv, 88 f. Tese (doutorado) – Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências Agronômicas, 2003. Disponível em: <http://hdl.handle.net/11449/101739>. Adaptado) (https://openi.nlm.nih.gov/detailedresult.php?img=PMC3475 106_1476-511X-11-74-1&req=4. Adaptado) 179 - (FGV SP) Uma solução aquosa a 25 ºC apresenta concentração de ácido cianídrico 0,002 mol/L. O pH dessa solução é a) 2. b) 5. c) 6. d) 10. e) 12. TEXTO: 10 - Comum à questão: 180 Recifes, por definição, são estruturas rígidas criadas pela ação de seres vivos. No caso da foz do rio Amazonas, algas que transformam o carbonato presente no oceano em um “esqueleto” de calcário começaram a se incrustar na rocha e criaram condições para outro tipo de alga calcária, os rodolitos. Em seguida, vieram corais, esponjas e poliquetas. Conforme uns vão morrendo, outros nascem por cima. Por milhares de anos, a massa cresceu até formar o recife. Um processo longe de um fim. (Adaptado de: Revista Galileu, junho de 2018, p. 65) 180 - (PUC Camp SP) A formação do “esqueleto” de calcário é regida pelo seguinte equilíbrio químico: CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO (aq) A expressão da constante de equilíbrio para esse sistema é: a) b) c) d) e) Kps = [CaCO3] −2 3 ]CaCO[ ]CO][Ca[ K 3 2 3 2 ps −+ = ]CO][Ca[k 2 3 2 ps −+= ]CO][Ca[ 1 k 2 3 2ps −+ = ]CO][Ca[ ]CaCO[ k 2 3 2 3 ps −+ = 3000 QUESTÕES DE QUÍMICA 515 ELETROQUÍMICA 01 - (ETEC SP) O Electrophorus electricus, popularmente conhecido por poraquê ou treme-treme, é um peixe carnívoro de água doce encontrado na Bacia Amazônica. Esse peixe é capaz de liberar uma forte descarga elétrica, imobilizando e até matando suas presas ou agressores. Isso é possível porque, logo após sua cabeça, estende-se uma série de células, conectadas entre si, até a cauda. Essa série de células permite que a cabeça desse peixe tenha carga positiva enquanto a extremidade de sua cauda tenha carga negativa. <https://tinyurl.com/yy5lj9jn> Acesso em: 17.02.2019. Original colorido. Assinale a alternativa que apresenta um objeto do cotidiano que tem características comparáveis às desse peixe. a) Autofalante b) Motor elétrico c) Bateria de carro d) Ferro de passar roupas e) Lâmpada incandescente 02 - (FUVEST SP) Considerando que baterias de Li–FeS2 podem gerar uma voltagem nominal de 1,5 V, o que as torna úteis no cotidiano e que a primeira reação de descarga dessas baterias é 2 Li + FeS2 Li2FeS2, é correto afirmar: a) O lítio metálico é oxidado na primeira descarga. b) O ferro é oxidado e o lítio é reduzido na primeira descarga. c) O lítio é o cátodo dessa bateria. d) A primeira reação de descarga forma lítio metálico. e) O lítio metálico e o dissulfeto ferroso estão em contato direto dentro da bateria. 03 - (FGV SP) Uma bateria de recarga ultrarrápida foi desenvolvida por pesquisadores da Universidade Stanford. Ela emprega eletrodos de alumínio e de grafite; e, como eletrólito, um sal orgânico que é líquido na temperatura ambiente, cloreto de 1- etil-3-metilimidazolio, representado pela fórmula [EMIm]Cl. Durante as reações, o alumínio metálico forma espécies complexas com o ânion cloreto, AlCl4 – e Al2Cl7–. Nos demais aspectos, a operação da bateria segue o comportamento usual de uma pilha. Um esquema de sua operação é representado na figura. (LIN, M. C. e col. “An ultrafast rechargeable aluminium-ion battery”. Nature 520, 324–328. 16 April 2015. Adaptado) Quando esta bateria está operando no sentido de fornecer corrente elétrica, o eletrodo de grafite é o polo _______. A reação I é a reação de _______, e, na reação global, o total de elétrons envolvidos para cada mol de alumínio metálico que participa do processo é _______. As lacunas são preenchidas, correta e respectivamente, por: a) negativo … oxidação … três b) negativo … oxidação … quatro c) positivo … oxidação … três d) positivo … redução … três e) positivo … redução … quatro 04 - (UEL PR) As baterias baseadas em células galvânicas, como as de níquel- cádmio, apresentam as suas semi-reações de oxidação- → 3000 QUESTÕES DE QUÍMICA 516 redução reversíveis, podendo ser recarregadas várias vezes, apresentando, portanto, maior tempo de vida útil. A reação química global não balanceada que ocorre durante o funcionamento de baterias de níquel-cádmio pode ser representada pela equação a seguir. Cd(s) + Ni(OH)3(s) CdO(s) + Ni(OH)2(s) + H2O(l) Com base nos conhecimentos sobre células galvânicas e reações de oxidação-redução, considere as afirmativas a seguir. I. Na bateria de níquel-cádmio, os elétrons fluem do Cd(s) para o Ni(OH)3(s), produzindo energia elétrica por meio de um processo espontâneo. II. O elemento Cd perde elétrons, ocasionando aumento do seu número de oxidação e atuando como agente redutor. III. Na equação balanceada, as espécies Cd(s) e Ni(OH)3(s) apresentam os mesmos coeficientes estequiométricos. IV. Quando a bateria de níquel-cádmio está funcionando, o eletrodo de Ni(OH)3(s) é oxidado, no cátodo, a Ni(OH)2(s). Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 05 - (Faculdade Santo Agostinho BA) Emuma bateria alcalina padrão, ocorre uma reação química importante representada pela equação: Zn(s) + MnO2(s) + H2O(l) ZnO(s) + Mn(OH)2(s) Sobre a bateria e a reação, é CORRETO afirmar que ocorre a) conversão da energia elétrica em energia química. b) redução do zinco, agente oxidante, pelo manganês. c) transferência de dois elétrons do Zn para o Mn. d) transferência de elétrons para o agente oxidante, Zn. 06 - (UPE PE) Pesquisadores desenvolveram um novo tipo de bateria de Li- O2 ou Li-ar, representada abaixo. Ela fornece mais energia e apresenta maior estabilidade que os protótipos similares, criados até agora, sendo inteiramente de estado sólido. Esse tipo de bateria captura o oxigênio atmosférico para gerar uma reação química em seu interior, no ciclo de descarregamento e libera esse oxigênio de volta na hora do recarregamento. Disponível em: http://sciencewatch.com/ Adaptado Geradores desse tipo a) fazem uso de catalisadores com baixa porosidade. b) produzem Hidrogênio, que faz reação catalítica com o O2. c) utilizam, do Lítio, uma fonte renovável de energia e geram pouco impacto no ambiente. d) devem ser bastante estáveis termodinamicamente, pois são compostos por um superóxido (LiO2). e) fornecem corrente elétrica a partir da oxidação do lítio no ânodo da bateria e da redução do oxigênio no cátodo. 07 - (UEFS BA) A bateria de Ni-Cd (níquel-cádmio), em verdade, é uma única célula galvânica e foi uma das primeiras baterias recarregáveis a ser desenvolvida. O descarregamento dessa bateria constitui o processo espontâneo de produção de eletricidade, enquanto o carregamento é o processo eletrolítico inverso. Apesar de ser possível recarregá-la até quatro mil vezes, as baterias Ni-Cd vêm sendo substituídas pelas baterias de íon lítio, devido à alta toxicidade do cádmio, cujo descarte é muito nocivo ao meio ambiente, se não for feito de forma adequada. Analisando-se o esquema da célula galvânica de Ni-Cd, vê-se que os componentes estão dispostos em camadas, de modo a permitir maior superfície de contato entre os eletrodos. → 3000 QUESTÕES DE QUÍMICA 517 Pela observação aprofundada da representação da bateria Ni- Cd, chega-se à correta conclusão de que 01. Cd(s) + 2NiO(OH)(s) + 2H2O(l) 2Ni(OH)2(s) + Cd(OH)2(s) representa a equação química total balanceada durante o carregamento da bateria. 02. 2NiO(OH)(s) + 2H2O(l) + 2e– 2Ni(OH)2(s) + 2OH–(aq) representa a semirreação de oxidação do níquel que ocorre no ânodo, durante o descarregamento da bateria. 03. Cd(s) + 2OH–(aq) Cd(OH)2(s) representa a semirreação de oxidação do cádmio que ocorre no ânodo, durante o carregamento da bateria. 04. a pasta de eletrólitos à base de água constituída por hidróxido de potássio atua como ponte salina entre os eletrodos, permitindo o fluxo de cargas durante o carregamento e o descarregamento da bateria. 05. uma grande diferença de potencial entre os eletrodos implica menor energia gerada, durante a transferência de elétrons, no descarregamento da bateria. 08 - (ENEM) A invenção do LED azul, que permite a geração de outras cores para compor a luz branca, permitiu a construção de lâmpadas energeticamente mais eficientes e mais duráveis do que as incandescentes e fluorescentes. Em um experimento de laboratório, pretende-se associar duas pilhas em série para acender um LED azul que requer 3,6 volts para o seu funcionamento. Considere as semirreações de redução e seus respectivos potenciais mostrados no quadro. Qual associação em série de pilhas fornece diferença de potencial, nas condições-padrão, suficiente para acender o LED azul? a) b) c) → → → 3000 QUESTÕES DE QUÍMICA 518 d) e) 09 - (PUC RS) Analise as informações a seguir. A revista Nature publicou, em 6 de abril de 2015, o artigo “Uma bateria recarregável de íons de alumínio ultrarrápida”, no qual apresenta uma bateria flexível recarregável que usa uma placa de alumínio como ânodo e um cátodo de grafite-espuma tridimensional. A bateria opera por deposição eletroquímica e dissolução de alumínio no ânodo, com formação de ânions cloroaluminato no grafite, usando como eletrólito um líquido iônico não inflamável. Cada pilha produz tensão aproximada de 2 volts, e a estrutura da bateria possibilita a recarga em aproximadamente um minuto, podendo resistir a mais de 7.500 ciclos de recarga. As equações propostas para a pilha pelos autores são: Al + 7AlCl4– 4Al2Cl7 – + 3e– Cn[AlCl4] + e– Cn + AlCl4– Sobre o tema e o texto, é correto afirmar que a) o alumínio se oxida e seu estado de oxidação se eleva de zero a +3. b) o ânodo de alumínio é o eletrodo onde ocorre a redução. c) há formação de cátions AlCl4– no cátodo. d) uma pilha eletroquímica funciona quando o potencial da reação global é negativo. e) ocorre a oxidação do metal alumínio na recarga da bateria. 10 - (FUVEST SP) A figura abaixo ilustra as estabilidades relativas das espécies que apresentam estado de oxidação +2 e +4 dos elementos da mesma família: carbono, silício, germânio, estanho e chumbo. As estabilidades relativas podem ser interpretadas pela comparação entre potenciais padrão de redução das espécies +4 formando as espécies +2, como representado a seguir para os elementos chumbo (Pb), germânio (Ge) e estanho (Sn): PbO2 + 4H+ + 2e– Pb2+ + 2H2O GeO2 + 2H+ + 2e– GeO + H2O SnO2 + 4H+ + 2e– Sn2+ + 2H2O Os potenciais padrão de redução dessas três semirreações, , e , foram determinados experimentalmente, obtendo‐se os valores –0,12 V, –0,094 V e 1,5 V, não necessariamente nessa ordem. Sabe‐se que, quanto maior o valor do potencial padrão de redução, maior o caráter oxidante da espécie química. a) Considerando as informações da figura, atribua, na tabela abaixo, os valores experimentais aos potenciais padrão de redução , e . b) O elemento carbono pode formar óxidos, nos quais a proporção entre carbono e oxigênio está relacionada ao estado de oxidação do carbono. Comparando os óxidos CO e → → → 0 1E → 0 2E → 0 3E 0 1E 0 2E 0 3E 0 1E 0 2E 0 3E 3000 QUESTÕES DE QUÍMICA 519 CO2, qual seria o mais estável? Explique, com base na figura apresentada acima. 11 - (IFGO) Nas últimas décadas, a variedade e a quantidade de aparelhos eletroeletrônicos portáteis se multiplicaram, aumentando, com isso, a demanda por pilhas e baterias cada vez mais duráveis e leves. A figura a seguir é uma ilustração esquemática dos processos eletroquímicos que ocorrem nas baterias de íons lítio. BOCCHI, N.; FERRACIN, L. C.; BIAGGIO, S. R. Pilhas e Baterias: Funcionamento e impacto ambiental. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 11, p. 3-9, maio, 2000. Disponível em <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a01.pdf>. Acesso em: 12 nov. 2013. Sobre eletroquímica, assinale a alternativa correta. a) No início, utilizavam-se materiais tóxicos nas pilhas e nas baterias, que poderiam causar problemas ambientais e danos à saúde humana. Porém, hoje em dia, todas as pilhas e baterias seguem a resolução nº 257 do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) e, por isso, podem ser descartadas no lixo doméstico sem trazer riscos ao equilíbrio ambiental. b) A bateria ilustrada na figura é denominada “Bateria de Íons Lítio”, porque usa, em vez de lítio metálico, apenas íons lítio, presentes no eletrólito na forma de sais de lítio dissolvidos em solventes não aquosos. Durante o processo de descarga, os íons lítio migram desde o interior do material que compõe o anodo até dentro do material do catodo e os elétrons movem-se através do circuito externo, como ilustrado no esquema. c) Na bateria de lítio ilustrada acima, o polo negativo que tem o cobre como coletor de corrente, coleta elétrons do composto LiYC6 (Li = Lítio; Y = Ítrio; C = Carbono).Essa corrente é ligada pela ponte salina até o polo positivo que tem um álcool como coletor de corrente. A corrente elétrica é dada pelo fluxo de prótons, nêutrons e elétrons. d) Para calcular o potencial padrão de redução (E0 red) de uma pilha ou bateria, utiliza-se a diferença de potencial elétrico – ddp – da pilha ou bateria formada pelo eletrodo em questão e o eletrodo de hidrogênio. O eletrodo de hidrogênio serve, então, de referência para os demais. Dessa forma, seu potencial de redução é, por convenção, igual a um, dado por E0 red de 2H+(aq) + 2é H2(g) = 1,00). e) Utilizando como exemplo a pilha de Daniell, podemos calcular o potencial elétrico da seguinte forma: Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s). De acordo com esta equação teremos: = (E0 catodo) – (E0 anodo) = (E0 Cu) – (E0 Zn) = (+ 0,34 V) – (– 0,76 V) = – 1,10 V 12 - (UDESC SC) As baterias de lítio-iodo foram desenvolvidas principalmente para serem utilizadas em marcapassos cardíacos, por serem leves, seguras (não liberam gases, pois são fechadas hermeticamente), possuem boa durabilidade (estimada em 8 a 10 anos), e fornecem uma alta densidade de carga (0,8 Wh/cm3). Com relação à bateria de lítio-iodo, abaixo estão apresentadas as semirreações, juntamente com seus potenciais padrões. Semirreação (A): Li+(s) + e– Li(s) Eº = –3,05 V Semirreação (B): I2(s) + 2e– 2 I-(s) Eº = + 0,54 V Assinale a alternativa correta em relação às semirreações acima. a) A semirreação (A) acontece no cátodo, a semirreação (B) acontece no ânodo. Desta maneira, na semirreação (A) ocorre oxidação e na semirreação (B) ocorre redução. b) O lítio metálico é o agente redutor, e o potencial padrão para a bateria vale -3,59 V. c) A reação global é: 2 Li(s) + 2 I2(s) 2 LiI(s), com potencial padrão de + 2,51 V. → 0E 0E 0E 0E → → →