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

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

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.

Questão 33

O suco ácido do limão faz o contato entre a fita de magnésio e o fio de cobre, e a corrente elétrica produzida é capaz de acionar o relógio.

Dados:

Com respeito a esse circuito, pode-se afirmar que:

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

Questão 34

Dados: P = U.i Carga de um mol de elétrons = 96 500C Massas molares (g.mol–1): Zn = 65,4; Cu = 63,5 Cu⁺² + 2 e^– ? Cu Zn⁺² + 2 e^– ? Zn

Considerando que a corrente elétrica se manteve constante nesse intervalo de tempo, a potência dissipada pela lâmpada nesse período foi de:

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^-3A

Como P = U . i

P = 1,1 V. 1.10^-3A

P = 1,1.10^-3W = 1,1 mW

Assim, a potência dissipada pela lâmpada nesse período foi foi de 1,1mW, o que nos remete a alternativa A.

Questão 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

* eletrodo-padrão

** em relação ao eletrodo-padrão

* eletrodo-padrão

Caso o valor de E⁰ da semi-reação de redução da prata tivesse sido adotado como padrão, seria correto afirmar que

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.

Questão 36

Escrevendo as equações das semirreações que ocorrem nessas pilhas de combustível, verifica-se que, nesse esquema, as setas com as letras a e b indicam, respectivamente, o sentido de movimento dos

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:

Questão 37

A figura mostra uma célula eletroquímica inventada por John Daniell em 1836. Trata-se de um sistema formado por um circuito externo capaz de conduzir a corrente elétrica e de interligar dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletrólito. Uma reação química que ocorre nesse sistema interligado leva à produção de corrente elétrica.

Dados:
Zn²⁺_(aq) + 2e^– → Zn (s) E⁰ = – 0,76 V
Cu²⁺_(aq) + 2e^– → Cu (s) E⁰ = + 0,34 V

Com base nessas informações, afirma-se que:

I. Nessa célula eletroquímica, a energia produzida pela reação de oxirredução espontânea é transformada em eletricidade.

II. Os elétrons caminham espontaneamente, pelo fio metálico, do eletrodo de zinco para o de cobre.

III. A reação de redução do Cu²⁺ consome elétrons e, para compensar essa diminuição de carga, os íons K⁺ migram para o cátodo através da ponte salina.

IV. A força eletromotriz gerada por essa célula eletroquímica a 25 °C equivale a −1,1 V.

É correto o que se afirma em:

Com base nessas informações, afirma-se que:

I. Nessa célula eletroquímica, a energia produzida pela reação de oxirredução espontânea é transformada em eletricidade.

II. Os elétrons caminham espontaneamente, pelo fio metálico, do eletrodo de zinco para o de cobre.

III. A reação de redução do Cu²⁺ consome elétrons e, para compensar essa diminuição de carga, os íons K⁺ migram para o cátodo através da ponte salina.

IV. A força eletromotriz gerada por essa célula eletroquímica a 25 °C equivale a −1,1 V.

É correto o que se afirma em:

Com base nessas informações, afirma-se que:

I. Nessa célula eletroquímica, a energia produzida pela reação de oxirredução espontânea é transformada em eletricidade.

II. Os elétrons caminham espontaneamente, pelo fio metálico, do eletrodo de zinco para o de cobre.

III. A reação de redução do Cu²⁺ consome elétrons e, para compensar essa diminuição de carga, os íons K⁺ migram para o cátodo através da ponte salina.

IV. A força eletromotriz gerada por essa célula eletroquímica a 25 °C equivale a −1,1 V.

É correto o que se afirma em:

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)

Questão 39

aparelho utilizado para testar a condutibilidade elétrica de diferentes materiais.

A lâmpada deverá acender com brilho intenso, quando os

terminais T1 e T2 forem

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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Questão 40

Ag = +0,80V (E_red) Cu = + 0,34V (E_red)

Qual das afirmativas está errada?

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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