LISTA PROVA 06 – FÍSICO-QUÍMICA – 2º ANO PROF. RODNEY DO VALE 01 - (Unimontes MG)

A tabela abaixo apresenta informações sobre três células eletrolíticas de NaCl em estados diferentes.

2

2

HCdiluída aquosa solução

BClaconcentrad aquosa solução

NaAfundido

CatadoAnodo

ProdutoEstado

Dada a ordem decrescente de facilidade de descarga de alguns cátions, Ag+ > Cu2+ > Mn2+ > H3O+ > Mg2+ > Na+ > Li+, e de ânions, ânions não oxigenados > OH– > ânions oxigenados, e o F–,quais os produtos formados A, B e C? Justifique sua resposta para cada produto.

02 - (Unesp SP)

Enquanto a transformação química na pilha é espontânea, a da eletrólise é provocada por uma corrente elétrica. Na pilha, a transformação química produz energia elétrica, enquanto que na eletrólise uma reação consome energia elétrica. Durante a eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl), ocorre a dissociação iônica do sal e da água. Sabendo-se que:

)g(Helétrons 2)aq(H2 2→++ V00,0)redução(ºE =

)aq(Cl2elétrons 2)g(Cl2−→+ V36,1)redução(ºE +=

Escreva para essa eletrólise: a) a equação de dissociação do sal, as semi-reações de redução e de oxidação e a reação global; b) os produtos obtidos no cátodo e no ânodo.

03 - (Fuvest SP)

Industrialmente, alumínio é obtido a partir da bauxita. Esta é primeiro purificada, obtendo-se o óxido de alumínio, Al2O3, que é, em seguida, misturado com um fundente e submetido a uma eletrólise ígnea, obtendo-se, então, o alumínio. As principais impurezas da bauxita são: Fe2O3, que é um óxido básico e SiO2, que é um óxido ácido. Quanto ao Al2O3, trata-se de um óxido anfótero, isto é, de um óxido que reage tanto com ácidos quanto com bases. Na eletrólise do óxido de alumínio fundido, usam-se várias cubas eletrolíticas ligadas em série, através das quais passa uma corrente elétrica elevada. Se n cubas são ligadas em série e a corrente é I, qual deveria ser a corrente, caso fosse usada apenas uma cuba, para produzir a mesma quantidade de alumínio por dia? Justifique, com base nas leis da eletrólise.

04 - (Ufg GO)

Em baterias de níquel/hidretos metálicos utilizadas em computadores, telefones celulares e outros aparelhos portáteis, durante a descarga, o níquel III é reduzido a níquel II, cuja equação que representa a semi-reação que ocorre no eletrodo positivo é:

Ni(OH)3 + H2O + e– Ni(OH)2 + OH– Eº = 0,52 V No eletrodo negativo, o hidreto metálico (MH) é oxidado para regenerar a liga metálica (M), com um potencial padrão de oxidação de 0,83 V. Considerando que durante um ciclo completo (carga e descarga) da bateria não há consumo nem formação de água ou hidroxila, responda ás perguntas: a) qual a semi-equação que representa a reação que ocorre no eletrodo negativo, no processo de descarga? b) qual a equação global da pilha e sua ddp na descarga? c) quais as semi-equações catódicas e anódicas que ocorrem no processo de carga da bateria? d) qual a equação global da pilha e sua ddp no processo de carga da bateria?

05 - . (Fuvest SP) É comum encontrar nas lojas de materiais para piscinas o anúncio: TEMOS CLORO LÍQUIDO

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a) Há erro no tal anuncio? Explique.Quando se obtém cloro por eletrólise de solução aquosa de cloreto de sódio também se forma hidrogênio.

b) Mostre como se formam o cloro e o hidrogênio nessa eletrólise.

06 - (Ufu MG) A água do mar é um importante recurso natural para obtenção de certos produtos químicos a) Como é possível obter hidróxido de sódio a partir desse recurso? b) Por que a obtenção do sal comum é favorecida em regiões ensolaradas com bastantes ventos, e usando-se

tanques rasos? (A explicação deve ser em termos físico-químicos.)

07 - (Ufpa PA) Recentemente cientistas têm proposto um novo processo de obtenção do “ferro verde”, por meio do qual se faz passar uma corrente elétrica em uma solução contendo minério de ferro (assuma Fe2O3) dissolvido em dióxido de silício e óxido de cálcio a 1600 °C. Por esse procedimento seria evitada a emissão anual de bilhões de toneladas de dióxido de carbono na atmosfera, como ocorre no processo convencional. Se uma siderúrgica utilizar, por um dia (24 horas), esta nova forma de obtenção do “ferro verde”, aplicando uma corrente elétrica de 9650 A, em qual eletrodo irá ocorrer a redução do ferro? Calcule a massa de ferro, em kg, depositada neste eletrodo. Dados: Massa molar do ferro = 56 g/mol. 1 F = 96.500 C

08 - (Ufms MS)

Numa pequena empresa que reveste acessórios por deposição eletroquímica, foram montadas duas cubas eletrolíticas ligadas em série, com o objetivo de reduzir o consumo de energia elétrica. Na primeira cuba, efetuou-se a deposição de níquel metálico e, na segunda, prata metálica, tendo ocorrido as seguintes semi-reações:

)s(Nie2)aq(Ni :cuba ª1 02 ↔+ −+

)s(Age)aq(Ag :cuba ª2 0↔+ −+

Sabendo-se que, no cátodo da primeira cuba, foram depositados 12,02 g de níquel metálico, calcule a massa de prata, em gramas, depositada no cátodo da segunda cuba. Aproxime o resultado para o inteiro mais próximo. Dados: Massa Molares (g/mol): Ni = 59; Ag = 108

09 - (Unesp SP)

Após o Neolítico, a história da humanidade caracterizou-se pelo uso de determinados metais e suas ligas. Assim, à idade do cobre (e do bronze) sucedeu-se a idade do ferro (e do aço), sendo que mais recentemente iniciou-se o uso intensivo do alumínio. Esta seqüência histórica se deve aos diferentes processos de obtenção dos metais correspondentes, que envolvem condições de redução sucessivamente mais drásticas. a) Usando os símbolos químicos, escreva a seqüência destes metais, partindo do menos nobre para o mais

nobre, justificando-a com base nas informações acima. b) Para a produção do alumínio (grupo 13 da classificação periódica), utiliza-se o processo de redução

eletrolítica (Al3+ + 3e– → Al). Qual a massa de alumínio produzida após 300 segundos usando-se uma corrente de 9,65 C�s–1? (Dados: massa molar do Al = 27 g�mol–1 e a constante de Faraday, F = 96500 C�mol–1)

10 - A (Unifesp SP) A figura representa uma célula de eletrólise de soluções aquosas com eletrodo inerte. Também são fornecidos os potenciais padrão de redução (Eº) de algumas espécies.

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1,36VEº )aq(Cl2e2)g(Cl0,40VEº )aq(OH 2e 2O 2/1)(OH

V00,0Eº )g(He2)aq(H2V71,2Eº )s(Nae)aq(Na

2

22

2

+=→++=→++

=→+−=→+

−−

−−

−+−+

l

Para essa célula, foram feitas as seguintes afirmações: I. O pólo positivo é o eletrodo do compartimento Y. II. O ânodo é o eletrodo do compartimento X. III. A ddp para a eletrólise de uma solução aquosa de NaCl(aq) é positiva. IV. Na eletrólise de solução aquosa de NaCl(aq) há formação de gás hidrogênio no eletrodo do compartimento

Y. V. Na eletrólise da solução aquosa de NaCl(aq) há formação de gás cloro no compartimento X.

São corretas somente as afirmações a) I, II, III e IV. b) I, III e V. c) I, IV e V. d) II, III e IV. e) II, IV e V.

11 - (Ufes ES) Contra o monopólio do sal, decretado pelo governo britânico, Mahatma Ghandi mobilizou o povo para a Marcha do Sal, em 1930, que durou semanas de caminhada. Ao chegarem ao mar, Ghandi conclamou o povo indiano a não mais respeitar o monopólio do sal e a boicotar as mercadorias inglesas, marcando, assim, o Movimento de Desobediência Civil (1930-34).

O sal mencionado no Texto é o cloreto de sódio. Sobre esse sal, É CORRETO afirmar que a) é bastante solúvel em solventes apolares. b) pode produzir NaOH em uma eletrólise ígnea. c) possui características essencialmente moleculares em fase sólida. d) possui o íon cloreto que, ao ser formado em fase gasosa, libera energia. e) é formado a partir da combinação de um metal alcalino e um elemento de transição.

12 - (Efei SP)

A partir do experimento abaixo (numa solução aquosa de Na2SO4), foram feitas as seguintes afirmações: I. A e B são respectivamente O2(g) e H2(g). II. A e B são respectivamente H2O(g) e H2S(g). III. Forma-se 2 vezes mais B do que A. IV. B é um gás inflamável. V. O gás A é muito tóxico.

Assinale a alternativa que retrata as afirmações incorretas. a) eIII. b) I e IV. c)II e V. d) IV e V.

13 - (Unifor CE)

Considere a eletrólise, realizada numa cuba eletrolítica, de uma solução aquosa concentrada de cloreto de sódio.

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I. 4Na+ + 4e– → 4Naº II. 4H2O(l) + 4e– → 2H2 (g) + 4OH– III. 4H+ + O2 + 4e– → 2H2O(l) IV. 4Cl– → 2Cl2 (g) + 4e– Dentre as reações indicadas acima, a que devem ocorrer preferencialmente quando o circuito elétrico for

fechado serão: a)I e II b) I e IV c) II e III d) II e IV e)III e IV

14 - (Fepcs DF)

O esquema abaixo consiste em uma placa de ouro mergulhada em uma solução do íon desse metal. Nessa mesma solução encontra-se também mergulhado um anel de alumínio que se deseja banhar com ouro (processo de eletrodeposição), sendo o sistema ligado a um gerador. A partir desse esquema, são feitas as seguintes afirmações:

ANEL PLACADE

OUROSOLUÇÃO DE

NITRATO DE OURO III

I. a placa de ouro deve ser conectada ao pólo positivo do gerador; II. o anel de alumínio atua como o catodo do sistema; III. durante o processo a placa de ouro sofre oxidação; IV. a cada 1,8 . 1021 elétrons que circulam na célula eletrolítica, a massa do anel é aumentada em

aproximadamente 0,197 g. São corretas as afirmações: a)I e II, apenas b)I e III, apenas c)II e III, apenas d)II, III e IV, apenas e) I, II, III e IV

15 - (UFRural RJ)

Usando as semi-reações )aq()s( Zn/Zn ++ e, )aq()s( Al/Al +++ é possível construir uma célula galvânica. Responda

e/ou calcule: Dados:

)s()aq( Ale3Al →+ −+++ V66,1E0 −=

)s()aq( Zne2Zn →+ −++ V763,0E0 −=

a) Quais são os agentes redutor e oxidante? b) Escreva as reações que ocorrem, respectivamente, no anodo e no catodo? c) A reação é espontânea? Justifique a sua resposta com base no valor de Eº.

16 - (Unesp SP)

Uma célula galvânica é uma célula eletroquímica na qual uma reação química espontânea é usada para gerar corrente elétrica. Considerando a célula de Daniel que utiliza a reação redox:

Zn(s) + Cu2+(aq)→ Zn2+(aq) + Cu(s)

a) indique as espécies carregadoras nos circuitos externo e interno, respectivamente;

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b) escreva separadamente as semi-reações, e indique a semi-reação de oxidação e a de redução, respectivamente.

17 - (Ufma MA)

Quatro agentes redutores foram agrupados em ordem crescente de poder de redução: B < D < A< C. Considerando as semi-reações abaixo, relacione as espécies A, B, C e D com seus respectivos metais: Eo/V Cu2+ + 2e- → Cuo + 0,34V Sn4+ + 4e- → Sno + 0,15V Ni2+ + 2e- → Nio - 0,25V Fe2+ + 2e- → Feo - 0,44V

18 - (Ufg GO)

Os amálgamas utilizados em obturações de dentes são soluções sólidas de prata, estanho e mercúrio. Esses componentes podem reagir de acordo com as seguintes semi-equações:

3Hg22+(aq) +4Ag(s) + 6e- →2Ag2Hg3(s) Eo=+ 0,85V Sn2+(aq) + 3Ag(s) + 2e- → Ag3Sn(s) Eo= - 0,05V

Utilizando esses dados, responda à seguinte pergunta, feita por um leitor à Revista Superinteressante: "Por que, quando temos uma obturação no dente, sentimos um choque ao morder um papel-alumínio?"

1Dado: E°Al3+/Al = - 1,66 V

RESPOSTAS

1) A = Cl2; B = H2; Cl2

2) a) Equação de dissociação do sal: −+ +→ )aq()aq()aq( CNaNaCl

1Semi-reações (vide comentário a seguir): −− + → e2CC 2 )g(2

anódica)aq( ll

−− + →+ )aq()g(2catódica

)(2 OH 2He2OH 2l

Equação global: −− ++→+ )aq()g(2)g(2)(2)aq( OH 2CHOH 2C 2 ll

l

ou

)aq()g(2)g(2)(2)aq( NaOH 2CHOH 2NaC 2 ++→+ lll

b) Os produtos gasosos obtidos no cátodo e no ânodo são, respectivamente, hidrogênio (H2) e cloro (Cl2 ).

Comentário: a primeira semi-reação dada, a redução de +(aq)H , não se aplica à eletrólise da solução salina e neutra. A semi-reação

catódica correta é a indicada na resposta do item a.

3) Utilizando-se várias cubas eletrolíticas ligadas em série, a corrente que atravessa cada cuba será a mesma. Para uma massa total de alumínio produzida (em todas as cubas juntas) igual a m(Al), temos: n cubas ............. corrente I ............... m(Al) 1 cuba ... ..................n · I .................. m(Al) Em uma única cuba devemos utilizar uma corrente de n · I para produzir a mesma quantidade de alumínio.

4) a) MH + OH- M2+ + H2O b)

Ni(OH)O + H2O + e– Ni(OH)2 + OH– Eº = 0,52 V

MH + OH- M2+ + H2O + e– Eo = 0,83V ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Global: Ni(OH) + MH Ni(OH)2 + M2+ ddp = 1,35V

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c) Carga da bateria

anódica: Ni(OH)2 + OH– Ni(OH)O + H2O + e– Eº = – 0,52 V

catódica: M2+ + H2O + e– MH + OH- Eo = – 0,83V d) equação global:

Ni(OH)2 + M2+ Ni(OH) + MH ddp = - 1,35V

5) a) O anúncio está errado. Nas condições ambientes o cloro é um gás verde. O cloro é vendido dissolvido em água (“água de cloro”)

b) 2 NaCl → 2 Na+ + 2 Cl- Cátodo (+): 2 H2O + 2 e- → H2 + 2 OH- Ânodo (–): 2 Cl- → 2 e- + Cl2º 2 Na+ 2

OH-→ 2 NaOH

6) a) Da água do mar, retira-se o NaCl que por eletrólise produz o NaOH. b) Porque provoca a evaporação da água.

7) 161,28kg 8) 44 9) a) Al < Fe < Cu b) 0,27g Al

10) E 11) D 12) C 13) D 14) E 15) a) agente redutor: Al0

agente oxidante: Zn++

b) anodo→ oxidação: −+++ +→ e6Al2Al2 0

catodo→ redução: 0Zn3e6Zn3 →+ −++

c) V90,0)763,0()66,1(E total0 =−+=

A reação é espontânea (valor de E0 positivo). 16) a) Circuito externo é o fio metálico; circuito interno são os íons em solução. b) Zno(s) → Zn2+(aq) + 2e–

Cu2+(aq) + 2e– → Cuo(s) 17) A = Ni; B = Cu; C = Fe; D = Sn. 18) Ao se morder o papel alumínio ocorrerá oxidação do mesmo e redução do amálgama de mercúrio, havendo uma condução de conrente elétrica, o que de certa forma provoca a sensação de choque, pois trata-se de uma reação espontânea de oxi-redução (pilha) 2Al → 2Al3+ + 6e- Eo = + 1,66V 3Hg2

2+(aq) +4Ag(s) + 6e- →2Ag2Hg3(s) E

o = + 0,85V ..................................................................................................... 2Al + 3Hg2

2+(aq) +4Ag(s) → 2Al3+ + 2Ag2Hg3(s) E = +2,51V