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

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31) O hidrogênio está sendo exaustivamente pesquisado como fonte de energia. Qual dos processos abaixo você julga mais conveniente para a obtenção dessa substância?

  • A) Liquefação e destilação fracionada do ar.
  • B) Eletrólise da água.
  • C) Decomposição da água oxigenada.
  • D) Destilação do petróleo.
  • E) Fermentação da cana-de-açúcar
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A alternativa correta é letra B

A obtenção de H2 pode ser feita pela eletrólise da água, obedecendo a seguinte equação química (lembrando que há o fornecimento de energia elétrica para a reação ocorrer):
 
2 H2O (l) → O2(g) + H2 (g)
 
Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

32) A eletrólise é um fenômeno que pode ser definido como sendo reação de:

  • A) oxi-redução
  • B) dupla troca
  • C) precipitação eletrolítica 
  • D) volatilização catódica e acudia 
  • E) deslocamento.
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A alternativa correta é letra A

A reação de eletrólise é encarada como uma reação de oxi-redução, sendo que há a transferência de elétrons entre as duas espécies envolvidas.
Portanto, a resposta correta é a alternativa A.

33) Pode-se montar um circuito elétrico com um limão, uma fita de magnésio, um pedaço de fio de cobre e um relógio digital, como mostrado na figura.

  • A) se o fio de cobre for substituído por um eletrodo condutor de grafite, o relógio não funcionará.
  • B) no eletrodo de magnésio ocorre a semi-reação
    Mg(s) → Mg2+ + 2e–.
  • C) no eletrodo de cobre ocorre a semi-reação
    Cu2+ + 2e– → Cu(s).
  • D) o fluxo de elétrons pelo circuito é proveniente do eletrodo de cobre.
  • E) a reação global que ocorre na pilha é
    Cu2+ + Mg(s) → Cu(s) + Mg2+.
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A alternativa correta é letra B

O cobre nessa pilha servirá apenas de eletrodo suporte, não participará da reação, ou seja não fornecerá íons para a solução nem, tão pouco, será reduzido
Precisamos analisar os dados contidos na tabela:
A pilha formada será entre o Magnésio e o Hidrogênio. O Magnésio, com menor potencial de redução, será oxidado:
Mg(s) → Mg 2+ + 2e- 
 
Enquanto que o Hidrogênio será reduzido:
 
2H+ + 2 e- →H2 (g)
 
A equação global da pilha será:
 
2H+ + Mg (s) → H2 (g) + Mg 2+
 
Resposta B
 
 
 
 

34) A pilha esquematizada, de resistência desprezível, foi construída usando-se, como eletrodos, uma lâmina de cobre mergulhada em solução aquosa, contendo íons Cu+2 (1mol.L–1) e uma lâmina de zinco mergulhada em solução aquosa contendo íons Zn+2 (1mol.L–1). Além da pilha, cuja diferença de potencial é igual a 1,1 volts, o circuito é constituído por uma lâmpada pequena e uma chave interruptora Ch. Com a chave fechada, o eletrodo de cobre teve um incremento de massa de 63,5 ?g após 193s.

  • A) 1,1 mW.
  • B) 1,1 W.
  • C) 0,55 mW.
  • D) 96 500 W.
  • E) 0,22 mW.
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A alternativa correta é letra A

No eletrodo de cobre ocorre a seguinte reação:
Cu2+(aq) +  2 e- → Cu(s)
 
a corrente elétrica é gerada pela movimentação de elétrons livres em solução, assim temos:
1 mol de e- ------- 96500 C
2 mos de e-  -------- 2 . 96500C ------ 63,5 g de Cu
                                        x   ------- 63,5 . 10-6 g
                                    x = 0,193 C
 1 C é definido pela quantidade de carga elétrica carregada por uma corrente de 1A durante 1s, logo:
x = i.t = 0,193
      i.193 = 0,193
      i = 1 . 10-3 A
 
Como P = U . i
         P = 1,1 V. 1.10-3A
         P = 1,1.10-3 W = 1,1 mW
 
Assim, a potência dissipada pela lâmpada nesse período foi foi de 1,1mW, o que nos remete a alternativa A. 

35) Atualmente, a indústria produz uma grande variedade de pilhas e baterias, muitas delas impossíveis de serem produzidas sem as pesquisas realizadas pelos eletroquímicos nas últimas décadas. Para todas as reações que ocorrem nestas pilhas e baterias, utiliza-se o valor de E0 do eletrodo-padrão de hidrogênio, que convencionalmente foi adotado como sendo 0 V. Com base nesse referencial, foram determinados os valores de E0 a 25ºC para as semicelas a seguir.  * eletrodo-padrão **  em relação ao eletrodo-padrão

  • A) a produção de pilhas e baterias pela indústria seria inviabilizada.
  • B) a pilha de Daniell (Zn (s) l Zn+2 (aq) ll Cu2+ (aq) l Cu (s)) seria de 1,9 V.
  • C) todas as pilhas poderiam ter 0,8 V a mais do que têm hoje.
  • D) apenas algumas pilhas poderiam não funcionar como funcionam hoje.
  • E) nenhuma mudança na ddp de pilhas e baterias seria notada.
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A alternativa correta é letra E

Sabendo que ΔE0 só depende do valor final e inicial dos potenciais, a adoção da valor de E0 da prata com padrão não irá alterar a ddp de pilhas e baterias. A alternaiva E é a correta.

36) As naves espaciais utilizam pilhas de combustível, alimentadas por oxigênio e hidrogênio, as quais, além de fornecerem a energia necessária para a operação das naves, produzem água, utilizada pelos tripulantes. Essas pilhas usam, como eletrólito, o KOH(aq), de modo que todas as reações ocorrem em meio alcalino. A troca de elétrons se dá na superfície de um material poroso. Um esquema dessas pilhas, com o material poroso representado na cor cinza, é apresentado a seguir.

  • A) íons OH– e dos elétrons.
  • B) elétrons e dos íons OH–.
  • C) íons K+ e dos elétrons.
  • D) elétrons e dos íons K+.
  • E) elétrons e dos íons H+.
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A alternativa correta é letra B

Para determinar as letras a e b precisamos escrever as semirreações que ocorrem nos eletrodos:
Ânodo - Oxidação do Hidrogênio
H2 → 2H+ + 2e–
Cátodo - Redução do Oxigênio
O2 + 4H+ → 2H2O
Equação global
H2 + 1/2 O2 → H2O
 
 Assim já podemos determinar a letra a, no ânodo  esta ocorrendo a oxidação do hidrogênio e a letra a representa a passagem de elétrons.
 Agora para determinarmos a letra b, utilizaremos o método de balanceamento em meio alcalino, adicionando OH- em ambos os lados da equação sem alterar a equação global:
Ânodo - Oxidação do Hidrogênio
H2 + 2OH– → 2H+ + 2OH– + 2e–
         ⇓
H2 + 2OH– → 2H2O + 2e–
Cátodo - Redução do Oxigênio
O2 + 4H+ + 4OH– + 4e– → 2H2O + 4OH–
O2 + 2H2O + 4e– → 4OH–
 
Agora balanceando o número de elétrons, escrevemos:
Ânodo - Oxidação do Hidrogênio
4OH- + 2H2 → 4H2O + 4e-
Cátodo - Redução do Oxigênio
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
Equação global
H2 + 1/2 O2 → H2O
 
Assim determinamos a letra b, a corrente de íons negativos esta indo da direita para a esquerda então os íons OH- negativos também vai nesse sentido:

37) A obtenção de energia é uma das grandes preocupações da sociedade contemporânea e, nesse aspecto, encontrar maneiras efetivas de gerar eletricidade por meio de reações químicas é uma contribuição significativa ao desenvolvimento científico e tecnológico.

  • A) I, II e III, apenas.
  • B) I, II e IV, apenas.
  • C) I, III e IV, apenas.
  • D) II, III e IV, apenas.
  • E) I, II, III e IV.
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A alternativa correta é letra A

A assertiva I está correta: pilhas são formadas pela reação espontânea de oxirredução que geram elétrons. A assertiva II também está correta: podemos observar que o cobre possui maior potencial de redução e, assim, irá se reduzir, ou seja, receberá elétrons; o zinco por sua vez possui um alto potencial de oxidação e irá oxidar, liberando elétrons. A assertiva III também está correta: a ponte salina tem por função manter o meio neutro em relação a cargas. E, por fim, a assertiva IV está incorreta: numa reação espontânea de oxirredução o potencial é sempre positivo. Estão coerentes as assertivas I, II e III, portanto, a resposta correta é a alternativa A.

38) Em 1836, o químico John Frederic Daniell desenvolveu uma pilha, utilizando os metais cobre e zinco, para a produção de corrente elétrica. As semi-reações envolvidas são dadas por:

  • A) Cu(s) | Cu2+(aq) | | Zn2+(aq) | Zn(s)
  • B) Cu(s) | Zn2+(aq) | | Cu2+(aq) | Zn(s)
  • C) Zn(s) | Zn2+(aq) | | Cu2+(aq) | Cu(s)
  • D) Zn(s) | Cu2+(aq) | | Zn2+(aq) | Cu(s)
  • E) Zn(s) | Zn2+(aq) | | Cu(aq) | Cu2+(s)
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A alternativa correta é letra C

Uma maneira de representar as pilhas eletroquímicas é atravéz de barras verticais que fazem a separação do elemento ou substância que se oxida e que rse eduz e também da ponte salina.
 
Considerando as semi-reações de redução e oxidação mostradas no exercício, temos:
 
Zn(s) | Zn2+(aq) | | Cu2+(aq) | Cu(s)

39) Considere o seguinte esquema correspondente a um

  • A) imersos em mercúrio líquido.
  • B) imersos em água bidestilada.
  • C) espetados em um pedaço de isopor.
  • D) encostados em uma régua de acrílico.
  • E) espetados em um pacote com sal de cozinha.
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A alternativa correta é letra A

Para que a lâmpada apresente brilho intenso, os seus terminais deverão estar imersos num meio tal que permita a condução de corrente elétrica entre os mesmos.
Dentre as alternativas da questão, apenas a alternativa A representa um meio condutor de eletricidade, pois um metal no estado sólido ou líquido apresenta as condições necessárias (partículas eletrizadas livres e em quantidade suficiente) para permitir a condução de corrente elétrica.
Na água bidestilada não há presença de qualquer tipo de sal, portanto, só há moléculas H2O, que não conduzem eletricidade, pois são eletricamente neutras.
No isopor e no acrílico também não há partículas eletrizadas livres para a condução de eletricidade.
O sal de cozinha, apesar de ser constituído por cátions (Na+) e ânions (Cl-), no estado sólido não conduz eletricidade, pois estes íons estão "aprisionados" no retículo cristalino que forma o sal sólido.
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40) Dois copos (A e B) contêm  solução aquosa de nitrato de prata e nitrato de  cobre respectivamente, e estão conectados entre  si por uma ponte salina. Montou-se uma pilha  então constituída de prata e cobre, mergulhados em  suas soluções, como na figura.

  • A) Ao se fechar o circuito, haverá um fluxo de elétrons do eletrodo de cobre para o eletrodo de prata.
  • B) Ao se fechar o circuito, observará a diminuição  da massa do cobre.
  • C) Ao se fechar o circuito, haverá um fluxo de elétrons do eletrodo de prata para o eletrodo de cobre.
  • D) O cátodo é a prata.
  • E) Ocorrera aumento da massa de prata.
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A alternativa correta é letra C

Observando o potencial de redução dos dois metais, nota-se que quando o circuito for fechado, a prata reduzirá, enquanto que o cobre se oxidará. Dessa forma, o cobre doará elétrons para a redução dos cátions de prata presentes na solução, sendo o fluxo de elétrons do eletrodo de cobre para o de prata. Também, haverá a perda de massa do eletrodo de cobre e aumento no de prata.
Sendo assim, a resposta correta é a alternativa C.
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