Questões Sobre Eletroquímica - Química - 2º ano do ensino médio

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21) Considere a seguinte célula galvânica.

Dados:

Mg²⁺_(aq) + 2e → Mg(s) E0 = -2,36V

Pb²⁺(aq) + 2e → Pb(s) E⁰= -0,13V

2H⁺_(aq) + 2e → H₂(g) E⁰ = 0,00V

Dados:

Mg²⁺_(aq) + 2e → Mg(s) E0 = -2,36V

Pb²⁺(aq) + 2e → Pb(s) E⁰= -0,13V

2H⁺_(aq) + 2e → H₂(g) E⁰ = 0,00V

Sobre essa célula, assinale a alternativa INCORRETA.

A) A placa de magnésio é o pólo positivo.
B) O suco de limão é a solução eletrolítica.
C) Os elétrons fluem da placa de magnésio para a placa de chumbo através do circuito externo.
D) A barra de chumbo é o catodo.
E) No anodo ocorre uma semi-reação de oxidação.

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A alternativa correta é letra A

Analisando os potenciais-padrão de redução dos dois elementos, o chumbo e o magnésio, pode-se concluir que na célula eletrolítica, o chumbo sofre redução e o magnésio se oxida, dessa forma, são os pólos negativo e positivo, respectivamente, ou seja, cátodo e ânodo.

Portanto, a resposta incorreta é a alternativa A.

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22) Com a finalidade de niquelar uma peça de latão, foi montado um circuito, utilizando-se fonte de corrente contínua, como representado na figura.

No entanto, devido a erros experimentais, ao fechar o circuito, não ocorreu a niquelação da peça. Para que essa ocorresse, foram sugeridas as alterações:

I. Inverter a polaridade da fonte de corrente contínua.
II. Substituir a solução aquosa de NaCl por solução aquosa de NiSO₄.
III. Substituir a fonte de corrente contínua por uma fonte de corrente alternada de alta frequência.

O êxito do experimento requereria apenas

A) a alteração I.
B) a alteração II.
C) a alteração III.
D) as alterações I e II.
E) as alterações II e III.

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A alternativa correta é letra D

I) Verdadeira, na figura, o Níquel é o ânodo da reação, ou seja o polo negativo, sofrendo oxidação, entretanto, para ocorrer a niquelação o Níquel deve sofrer redução, tornando-se o cátodo da reação (polo negativo), para isso deve-se inverter a polaridade da corrente.

II) Verdadeira, é necessária a presença de Ni²⁺ em solução para que ocorra a niquelação, por isso é necessário substituir a solução de Nacl por uma solução de um sal de Níquel.

III)Falsa, a eletrólise só ocorre com correntes continuas.

Desse modo, D é correta.

23) Analise as semi-reações a seguir:

Com base nas semi-reações apresentadas, é correto afirmar que,

A) para produção de H₂, o eletrólito de NaCl é mais eficiente.
B) para produção de H₂, o eletrólito de NaNO₃ é mais eficiente.
C) na eletrólise de solução aquosa de NaCl, o eletrólito não é consumido.
D) na eletrólise de solução aquosa de NaNO₃, o eletrólito é consumido.
E) na eletrólise de solução aquosa de NaCl, todos os produtos da reação são gases.

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A alternativa correta é letra B

As reações globais que ocorrem são:

\begin{array}{l} 2 N a C l (s) + 2 H_{2} O (l) \to H_{2} (g) + C l_{2} (g) + 2 N a O H (a q) \\ 2 H_{2} O (l) \to 2 H_{2} (g) + O_{2} (g) \end{array}

Como 2 moles de água são utilizados como reagente em ambas as reações e, a quantidade de H₂ produzido (em mol) é maior para o eletrólito NaNO₃, este eletrólito é, portanto, mais eficiente.

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24) Um cubo de 1cm de aresta foi utilizado como eletrodo em uma eletrólise de solução aquosa contendo íons Ag+, sob corrente elétrica de 1A para que nele se deposite uma película de prata de 5×10-4cm de espessura. O tempo de eletrólise deverá ser de, aproximadamente, Dados: Densidade da prata = 10,5 g/cm3 Massa molar da prata = 108 g/mol 1 faraday = 1 × 105 C/mol

Um cubo de 1cm de aresta foi utilizado como eletrodo em uma eletrólise de solução aquosa contendo íons Ag⁺, sob corrente elétrica de 1A para que nele se deposite uma película de prata de 5×10^-4cm de espessura. O tempo de eletrólise deverá ser de, aproximadamente,

Dados:

Densidade da prata = 10,5 g/cm³

Massa molar da prata = 108 g/mol

1 faraday = 1 × 10⁵ C/mol

A) 10 s.
B) 20 s.
C) 30 s.
D) 40 s.
E) 50 s.

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A alternativa correta é letra C

Primeiramente, deve-se encontrar a quantidade em mols de prata presente no depósito, isso é feito abaixo.

- Cálculo do volume de prata:

\begin{array}{l} volume Ag = volume cubo coberto - volume inicialcubo \\ Volume Ag = (1 + 2 x 5 x 10^{- 4})^{3} - 1^{3} \\ Volume Ag = 0, 003003 cm ³ \end{array}

- Usando a densidade e massa molar da prata:

\begin{array}{l} n ° m o l s = \frac{v o l u m e p r a t a x d e n s i d a d e}{m a s s a m o l a r} \\ n ° m o l s = \frac{0, 003003 x 10, 5}{108} \\ n ° m o l s = 2, 92 x 10^{- 4} m o l s \end{array}

O tempo de eletrólise é determinado da seguinte forma:

\begin{array}{l} t e m p o = \frac{n ° m o l s x c t e F a r a d a y}{c o r r e n t e} \\ t e m p o = \frac{2, 92 x 10^{- 4} x 1 x 10^{5}}{1} \\ t e m p o = 30 s \end{array}

Portanto, a resposta correta é a alternativa C.

25) A prateação pelo processo galvânico é de grande utilidade, tendo em vista que com um gasto relativamente pequeno consegue-se dar uma perfeita aparência de prata aos objetos tratados. A massa de prata (em gramas), depositada durante a prateação de uma pulseira de bijuteria, na qual foi envolvida uma carga equivalente a 4825 C, corresponde aproximadamente a:

Dado: massa atômica Ag = 107, 868 u

A) 54 g.
B) 27 g.
C) 10,8 g.
D) 5,4 g.
E) 1,08 g

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A alternativa correta é letra D

A quantidade de prata depositada é determinada pela seguinte equação, utilizando a constante de Faraday:

Q = F. n

n = 4825/ 96485

n =0,05 mol

A massa de prata é, então:

m = n x MM

m = 0,05 x 107, 868

m = 5,4 g

Portanto, a resposta correta é a alternativa D.

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26) Em relação ao processo eletrolítico para a produção de cloro e soda, é correto afirmar que:

Em relação ao processo eletrolítico para a produção de cloro e soda, é correto afirmar que:

A) os íons Na⁺e as moléculas de H₂O migram através da membrana na direção do ânodo.
B) forma-se gás hidrogênio no cátodo e gás cloro no ânodo.
C) no cátodo, é formado o gás cloro através do recebimento de elétrons.
D) os elétrons migram, através de contato elétrico externo, do pólo negativo para o pólo positivo da célula.
E) para cada mol de gás hidrogênio formado, é necessário um mol de elétrons.

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A alternativa correta é letra B

Analisando a figura, nota-se que se trata de um esquematização da produção de soda através da eletrólise aquosa do NaCl.

Assim, o eletrodo negativo (cátodo) é caracterizado, na eletrólise, pelas reações de redução, ou seja, ocorre a redução do H⁺, liberando OH^- na solução e formando H₂.

Já no eletrodo positivo (ânodo), há a reação de oxidação do Cl^- contido na solução, liberando o cátion Na⁺ e formando Cl₂.

Com isso, ocorre a formação de NaOH em solução devido a liberação de OH^- e Na⁺.

Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

27) “Primeiramente separamos a sucata eletrônica por classe, efetuamos a destruição através da moagem e exportamos para a usina. Lá é feita uma desintoxicação (processo de elevação de temperatura em câmara selada a 1200 °C e resfriamento em 4 segundos para 700 °C), filtragem de dioxinas, liquidificação, separação por densidade, separação por eletrólise, decantação, refinagem e solidificação em barras.”

(http://lixoeletronico.org/blog/o-ciclo-do-lixoeletr%C3%B4nico-3-reciclagem, acessado em 12.09.2009. Adaptado.)

De acordo com o processo de reciclagem exposto são feitas as seguintes afirmações:

I. A decantação é um processo de separação.

II. A desintoxicação é um processo térmico com taxa de variação térmica, em módulo, na ordem de 125 ºC por segundo.

III. A eletrólise consiste num processo químico.

É correto o que se afirma em

A) II, apenas.
B) I e III, apenas.
C) I e II, apenas.
D) II e III, apenas.
E) I, II e III.

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A alternativa correta é letra E

Analisando cada afirmativa, obtemos que :

I - Verdadeira. A decantação é um processo de separação, utilizado em misturas heterogêneas. Existem diversos métodos de decantação, como a sifonação e funil de bromo.

II- Verdadeira. Como dito no texto, a desintoxicação consiste em aquecer o objeto e depois resfriá-lo rapidamente. O texto diz que um objeto de 1200 ºC resfria-se durante 4 segundos e passa ter temperatura de 700 ºC. Logo, conclui-se que a cada 1 segundo, o corpo resfria-se 125 ºC.

III - Verdadeira. A eletrólise é um processo químico onde os elementos químicos de um composto são separados pelo uso da eletricidade.

Alternativa correta é a letra E.

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28) Os sais de chumbo constituem-se num grave problema ambiental, pois se ingeridos provocam doenças neurológicas irreversíveis. Numa indústria, quer-se desenvolver um método eletroquímico para depositar chumbo metálico no tratamento do seu efluente. Considere os seguintes valores de potenciais-padrão de redução em meio ácido:

Ag⁺ + e^– → Ag, E⁰ = + 0,80 V
Cu²⁺ + 2e^– → Cu, E⁰ = + 0,34 V
Pb²⁺ + 2e^– → Pb, E⁰ = – 0,13 V
Ni²⁺ + 2e^– → Ni, E⁰ = – 0,25 V
Zn²⁺ + 2e^– → Zn, E⁰ = – 0,76 V
Al³⁺ + 3e^– →Al, E⁰ = – 1,66 V

O metal mais adequado dentre estes, para ser utilizado como ânodo no processo, é:

A) o cobre.
B) a prata.
C) o níquel.
D) o zinco.
E) o alumínio.

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A alternativa correta é letra E

Deve-se saber que quanto maior a diferença total de potencial, mais rápida será a reação, ou seja, como se deseja reduzir o Pb²⁺, deve-se utilizar um metal que tenha um potencial de redução muito baixo. Assim, o metal a ser utilizado deverá ser o alumínio, pois dentre os fornecidos é aquele que se oxida mais facilmente, isto é, aquele que facilita a redução do chumbo, fazendo com que a reação seja mais rápida. Portanto, a resposta correta é a alternativa E.

29) A reação que se processa no ânodo, na eletrólise de uma solução de cloreto de sódio é:

A) Na⁺+ e^- → Na
B) 2 H₂O + 2 e^-→ H₂ + 2 OH^-
C) 2H⁺ + 2 e^- → H₂
D) 2Cl^-→ Cl₂ + 2 e^-
E) 2Cl^- + 2H₂O → H₂ + Cl₂ + 2 OH^-

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A alternativa correta é letra D

Na eletrólise, a polaridade do ânodo e cátodo são contrárias em relação às pilhas, assim, o ânodo na eletrólise de uma solução de NaCl apresenta pólo positivo.

Com isso, os ânions estão ao redor do ânodo, e ocorre a reação de oxidação, liberando elétrons até o cátodo.

Assim, a única reação que representa essa oxidação, é a do Cl^-, que forma o Cl₂ e libera dois elétrons.

Portanto, a resposta correta é a alternativa D.

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30) O uso industrial do cloreto de sódio se dá principalmente no processo de obtenção de alguns importantes produtos de sua eletrólise em meio aquoso. Simplificadamente, esse processo é feito pela passagem de uma corrente elétrica em uma solução aquosa desse sal. Pode-se afirmar que a partir desse processo, seriam obtidos:

A) gás hidrogênio, gás oxigênio e ácido clorídrico.
B) gás hidrogênio, gás cloro e hidróxido de sódio em solução.
C) gás hidrogênio, gás cloro e ácido clorídrico.
D) gás hidrogênio, gás oxigênio e hidróxido de sódio em solução.

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A alternativa correta é letra B

Quando o cloreto de sódio é diluído em solução aquosa com corrente elétrica, ocorrem as seguintes reações:
Dissociação do NaCl:

2 NaCl → 2 Na⁺ + 2 Cl^-

Autoionização da água:

2 H₂O → 2 H⁺ + 2 OH^-

Semirreação no cátodo:

2 H⁺ + 2 e^- → H₂

Semirreação no ânodo:

2 Cl^- → Cl₂ + 2 e^-

Assim, temos a seguinte reação global:

2 NaCl + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂ + Cl₂

Observe também a figura a seguir:

Assim, a partir desse processo, podemos perceber que são liberados gás hidrogênio, gás cloro e hidróxido de sódio em solução. Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

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