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

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41) Baterias de íon-lítio empregam o lítio na forma iônica, que está presente no eletrólito pela dissolução de sais de lítio em solventes não aquosos. Durante o processo de descarga da bateria, os íons lítio deslocam-se do interior da estrutura que compõe o anodo (grafite) até a estrutura que compõe o catodo (Co02), enquanto os elétrons se movem através do circuito externo (Fig. 31).

A) Durante a descarga, o número de oxidação do cobalto aumenta.
B) O cobalto recebe elétrons, para haver a recarga da bateria.
C) No catodo, o cobalto é reduzido durante a descarga.
D) O íon de lítio se desloca para o catodo, durante a descarga, devido à atração magnética.
E) O solvente utilizado entre os polos deve ser um líquido orgânico apolar.

A alternativa correta é letra C

Análise das alternativas:
a) Incorreta.Drante a a descarga o número do cobalto passa de 4+ para 3+.
b) Incorreta. O cobalto recebe elétrons na descarga e perde elétrons na recarga.
c) Correta. O número de oxidação do cobalto diminui,consequentemente ele sofre redução.
d) Incorreta. O íon de lítio se desloca para o catôdo durante a descarga, devido a atração eletrostática.
e) Incorreta.O solvente utilizando entre os polos deve ser um líquido polar pois o Li+ seria solúvel nesse sistema.

42) Na década de 1780, o médico italiano Luigi Galvani realizou algumas observações, utilizando rãs recentemente dissecadas. Em um dos experimentos, Galvani tocou dois pontos da musculatura de uma rã com dois arcos de metais diferentes, que estavam em contato entre si, observando uma contração dos músculos, conforme mostra a figura:

A) I, apenas.
B) 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 as afirmações:
I - Correta
Nesse experimento, assim como em uma pilha, ocorre o surgimento de corrente elétrica pois os dois metais utilizados possuem potenciais diferentes, gerando uma diferença de potencial, e a perna da rã atua como uma ponte salina para o transporte de íons.

II - Correta
No experimento, a corrente elétrica surge quando há fluxo de elétrons do metal de menos potencial elétrico para o outro metal de maior potencial elétrico.

III - Correta
Como em uma pilha, ocorre fluxo de íons na solução salina na perna da rã para compensar o fluxo de elétrons entre os dois arcos de metais. Esse fluxo de íons provoca o movimento da perna da rã.

Todas as afirmações estão corretas, sendo a alternativa correta a E.

43) Hoje em dia, as pilhas têm mais aplicação do que se imagina. Os automóveis usam baterias chumbo-ácidas, os telefones celulares já usaram pelo menos três tipos de baterias – as de níquel-cádmio, as de níquel-hidreto metálico e as de íon lítio -, os ponteiros laser dos conferencistas usam pilhas feitas de óxido de mercúrio ou de prata. Recentemente foram desenvolvidas as pilhas baseadas em zinco e oxigênio do ar, usadas nos pequenos aparelhos de surdez e que é uma tentativa de produzir uma pilha que minimize as agressões ambientais. Para confeccionar estas pilhas, partículas de zinco metálico são misturadas a um eletrólito (solução de KOH) e reagem com o O2; desta forma, a energia química e transforma em energia elétrica.

A) Durante o funcionamento da pilha, haverá diminuição da quantidade de Zn (O
B)₂.
C) O agente oxidante nessa reação e o zinco.
D) Os elétrons são gerados no eletrodo de oxigênio.
E) No catodo, ocorre a redução do Zn.

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A alternativa correta é letra E

Pelos potencias-padrão de redução e as semirreações, tem-se que o Zn é oxidado, havendo diminuição na quantidade de zinco metálico, e aumento de hidróxido de zinco.

Em relação a diferença de potecial da pilha, tem-se que é o seguinte:

d.d.p. = E_cátodo - E_anodo

d.d.p. = 0,40V - (-1,25V)

d.d.p. = 1,65V

Portanto, a resposta correta é a alternativa E.

44) O trabalho produzido por uma pilha é proporcional à diferença de potencial (ddp) nela desenvolvida quando se une uma meia-pilha onde a reação eletrolítica de redução ocorre espontaneamente (catodo) com outra meia-pilha onde a reação eletrolítica de oxidação, ocorre espontaneamente (anodo).

A) Cobre como catodo e prata como anodo.
B) Prata como catodo e zinco como anodo.
C) Zinco como catodo e cádmio como anodo.
D) Cádmio como catodo e cobre como anodo.
E) Ferro como catodo e zinco como anodo.

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A alternativa correta é letra B

Analisando a tabela com os potenciais padrões de redução dos metais, podemos inferir que a célula eletrolítica (pilha) com o maior valor de ddp é aquela formada pelo metal que tem o maior potencial padrão de oxidação, ou seja, é aquele que oxida mais facilmente, com o metal que tem o menor potencial padrão de oxidação, ou seja, o que tem o maior potencial padrão de redução, considerando a reação inversa.

De acordo com a tabela, os metais que atendem essas características, são: Zn, com o maior potencial de oxidação e a Ag, com o maior potencial de redução. A pilha formada por estes metais fica como a mostrada abaixo:

\begin{array}{l} 2 {Ag}^{+} + 2 e^{-} \to Ag E = + 0, 80 V \\ Zn \to {Zn}^{2 +} + 2 e^{-} E = + 0, 76 V \\ 2 {Ag}^{+} + Zn \to {Zn}^{2 +} + Ag E = + 1, 56 V \end{array}

Como temos a oxidação ocorrendo anodo (Zn→Zn²⁺) e a redução no catodo (Ag⁺→Ag), a alternativa B é a correta.

45) (Fesp) Indique a alternativa falsa, baseando-se nas afirmações referentes à pilha de Daniell:

A) É considerado pólo negativo o eletrodo de menor potencial redução.
B) Os elétrons migram do eletrodo negativo para o eletrodo positivo.
C) No eletrodo positivo ocorre a corrosão e no negativo, aumento de massa.
D) A ponte salina permite a mobilidade dos íons.
E) O movimento dos elétrons do ânodo para o cátodo é chamado corrente elétrica.

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A alternativa correta é letra C

Na pilha de Daniell, há a transferência de elétrons do pólo negativo ao positivo, onde ocorrem oxidação e redução, respectivamente. Dessa forma, no pólo negativo tem-se o fenômeno da corrosão, enquanto que no positivo há o acúmulo de massa.

Portanto, a resposta falsa é a alternativa C.

46) Um alquimista maluco descobriu que o chumbo metálico pode ceder elétrons espontaneamente em soluções de AuCl3, e construiu a seguinte pilha:

A) O Auº se reduz e o Au³⁺ se oxida.
B) O alquimista transformou chumbo em ouro.
C) O cátodo é o Auº e o ânodo é o Pbº.
D) A solução de Pb²⁺ ficará mais diluída.
E) A solução de Au³⁺ ficará mais concentrada.

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A alternativa correta é letra C

A representação da pilha indica que o par l Pb⁰ l Pb²⁺l é o ânodo da pilha, onde ocorre a oxidação do chumbo; já o par l Au³⁺l Au⁰ l indica o cátodo, onde há a redução do Au³⁺ a Au⁰. Sendo assim, conclui-se que o cátodo é o Au⁰ e o anodo é o Pb⁰.

Portanto, a resposta correta é a alternativa C.

47) (G1) Uma pilha, formada pelos eletrodos de Fe/Fe2+ (uma lâmina de ferro em contato com uma solução de íons Fe2+) e Cu/Cu2+ (uma lâmina de cobre em contato com uma solução de íons Cu2+), apresenta E0 de 0,78 V. Sabendo-se que Cu2+ + 2e- ↔ Cu(s), E0 = 0,34 V e que a lâmina de ferro se dissolve, o potencial padrão de redução do eletrodo Fe/Fe2+ é:

A) 0,44 V
B) 1,12 V
C) - 0,44 V
D) -1,22 V
E) 0,56 V

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A alternativa correta é letra C

Sabe-se que o potencial padrão da pilha é dado pela subtração dos potenciais da semirreação de redução e da semirreação de oxidação, respectivamente, sendo representado da seguinte maneira:

E⁰= E⁰_^red -E⁰_^oxid

E⁰_oxid= 0,34 - 0,78

E⁰_oxid= - 0,44V

Sendo assim, a resposta correta é a alternativa C.

48) Um LED (diodo emissor de luz) pode ser aceso com uma bateria obtida pela inserção, em uma laranja, de duas placas, uma de cobre e outra de zinco, de acordo com o esquema apresentado abaixo. Enquanto essa bateria está em funcionamento, ocorrem reações nas placas (ganho de elétrons na placa de cobre e perda de elétrons na placa de zinco) e energia química é transformada em energia elétrica. Se as placas de cobre e zinco são imersas em solução de cloreto de sódio, o LED também acende. Entretanto, o mesmo não ocorre se as placas forem introduzidas em água destilada ou em solução aquosa preparada com açúcar.

A) a laranja possui alguma propriedade química semelhante à da solução de cloreto de sódio.
B) a inserção das placas em qualquer fruta possibilita a fabricação de uma bateria.
C) quando se introduz as placas em um líquido, o LED acende somente se o líquido tiver característica ácida.
D) o tempo de duração da bateria é proporcional à quantidade de cloreto de sódio adicionado à água.
E) a área das placas é o parâmetro mais importante para o funcionamento da bateria.

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A alternativa correta é letra A

Resposta: alternativa a)
A laranja possui íons na sua composição. Sendo que estes prótons e elétrons, apresentam características semelhantes ao cloreto de sódio, quando em contato com a lâmpada de LED.

49) A bateria primária de lítio-iodo surgiu em 1967, nos Estados Unidos, revolucionando a história do marcapasso cardíaco. Ela pesa menos que 20g e apresenta longa duração, cerca de cinco a oito anos, evitando que o paciente tenha que se submeter a freqüentes cirurgias para trocar o marca-passo. O esquema dessa bateria é representado na figura.

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

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A alternativa correta é letra E

Considerando as afirmações feitas, temos:

I. FALSA, tanto em pilhas quando em eletrólise, ou seja, em reações de oxirredução, no ânodo sempre ocorre oxidação e não redução como foi afirmado;

II. FALSA, sabendo que a diferença de potencial (ddp) de uma pilha é calculada por:

∆E⁰ = E⁰_maior – E⁰_menor

∆E⁰ = + 0,54V – (– 3,05V)
∆E⁰ = + 3,59V

III. CORRETA, considerando que é no cátodo onde ocorre a semi-reação de redução e que o maior potencial de redução é dado para o iodo, temos a afirmativa correta;

IV. CORRETA, agente oxidante é aquele que causa oxidação em consequência de sua redução, sendo assim o iodo é o agente oxidante.

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50) A bateria de níquel-cádmio (pilha sec

A), usada rotineiramente em dispositivos eletrônicos, apresenta a seguinte reação de oxirredução:

Cd_(s) + NiO₂_(s) + 2 H₂O_(l) → Cd(O
B)₂_(s) + Ni(O
C)_2(s)

O agente oxidante e o agente redutor dessa reação, respectivamente, são:

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A alternativa correta é letra C

Agente oxidante, por definição, é a espécie química que, numa reação de oxirredução, causa a oxidação de outra espécie química, sendo ela mesma reduzida. Ou seja, no agente oxidante há um elemento que, após a reação, tem o Nox reduzido. Agente redutor, por sua vez, é a espécie química que causa a redução de uma outra espécie química, ao sofrer uma oxidação. O agente redutor é a espécie que apresenta um elemento que, ao final da reação, teve um aumento do Nox. Com base na equação citada, temos:

Assim, o agente oxidante (aquele que foi reduzido) é o NiO₂_(s) e o agente redutor (aquele que foi oxidado) é o Cd_(s). Portanto, a resposta correta é a alternativa C.

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