Questões de Vestibular Sobre eletroquímica: oxirredução, potenciais padrão de redução, pilha, eletrólise e leis de faraday. em química

Uma joalheria produz suas peças “banhadas de ouro”, e sua propaganda informa que qualquer peça, com a sua assinatura, contém 3,94 g de ouro metálico, pelo menos. Considere que esse “banho de ouro” é um processo de eletrodeposição, que utiliza uma solução de Au(NO₃)₃ e uma intensidade de corrente elétrica igual a 10,0 A.
Assinale a alternativa que apresenta o tempo aproximado que a célula de eletrodeposição deve ser mantida ligada, nas condições apresentadas, para que a propaganda seja verdadeira.
Dados: Massa atômica do ouro = 197 u. Constante de Faraday = 96500 C/mol de e^-

A corrosão de estruturas metálicas é uma transformação eletroquímica, que pode resultar em sérios prejuízos, seja para processos industriais, seja no cotidiano das pessoas. Aqui, são apresentados alguns potenciais padrão de redução. 
Cu²⁺_(aq) + 2e^- →  Cu_(s)              Eº = +0,34 V Fe²⁺ _(aq) + 2e^- →  Fe_(s)                Eº = -0,44 V  Zn²⁺_(aq) + 2e^- →  Zn_(s)                Eº = -0,76 V Al³⁺ _(aq) + 3e^- →  Al_(s)               Eº = -1,66 V

Considerando os potenciais padrão de redução apresentados, avalie as sentenças abaixo e assinale aquela quimicamente INCORRETA quanto ao processo de corrosão.  

A tradição de produzir joias e semi joias em Juazeiro do Norte vem desde os tempos do Padre Cícero. Como a cidade recebia muitos visitantes para casar e não tinham alianças, surgiam daí as primeiras oficinas de joias. A galvanoplastia utiliza a eletrolise em meio aquoso para cobrir uma determinada peça metálica com outro metal. Na prateação (Ag ⁺ ) de uma aliança, fez-se passar pelas células uma corrente de 3,72 ampères durante 20 minutos. Qual a massa de prata, depositada na superfície da aliança. Dados Ag = 108

Analise as reações.

Reação 1 – Obtenção de água sanitária

Cℓ₂ (g) + 2NaOH (aq) → NaCℓ O (aq) + NaCℓ (aq) + H₂O (ℓ)

Reação 2 – Reação de carga de uma bateria chumbo/ácido

2PbSO₄ (s) + 2H₂O (ℓ) → Pb (s) + PbO₂ (s) + 2H₂SO₄ (aq)

Reação 3 – Combustão de magnésio metálico

Mg (s) + 1/2 O₂ (g) → MgO (s)

Reação 4 – Obtenção de cal

CaCO₃ (s) → CaO (s) + CO₂ (g)

São exemplos de oxirredução, que apresentam um reagente atuando simultaneamente como oxidante e redutor, as reações

No Museu do Louvre, estão exibidos objetos metálicos usados por sociedades antigas. No passado, alguns desses metais eram encontrados praticamente em seu estado puro. Com o advento da metalurgia, puderam ser obtidos a partir de minerais submetidos a reações químicas.
Em relação aos processos de obtenção de metais a partir de minerais, e com base nos conhecimentos sobre reações de oxidorredução, considere as afirmativas a seguir.
I. Al^o _(s) pode ser obtido a partir de bauxita (Al₂O₃.H2O ) por meio de um método eletrolítico, o qual é baseado num processo não espontâneo onde Al³+ é reduzido a Al^o _(s). II. Cu^o _(s) pode ser obtido a partir da queima de sulfeto de cobre, conforme reação Cu₂S_(s) + O_2(g) → 2Cu_(s) + SO_2(g), onde o número de oxidação do cobre muda de (1+) para (0). III. Fe^o _(s) pode ser obtido a partir de reações de redução de óxidos de ferro conforme transformações químicas: Fe₂O_3(s) → FeO_2(s) → Fe^o _(s). IV. Mn^o _(s) pode ser obtido a partir da reação MnO_2(s)+ C_(s) → Mn_(s) + CO_2(g) em que o átomo de oxigênio em MnO_2(s) é o redutor e o carbono (C) é o oxidante.
Assinale a alternativa correta.

ENGENHEIRAS DO CHILE CRIAM TECNOLOGIA QUE

RECARREGA BATERIAS COM PLANTAS

    Uma tecnologia vinda do Chile pode ser uma alternativa curiosa para a recarga de dispositivos eletrônicos: com ela, em vez de ir atrás de uma tomada, você precisa procurar uma planta.

    Trata-se do projeto E-Kaia, que começou como um trabalho universitário de três amigas e se transformou em uma startup que já acumula prêmios mesmo sem o produto no mercado. O E-Kaia captura energia de plantas utilizando uma “placa de biocircuitos” e só precisa ser “enterrado” em um local de cultivo de uma planta bem cuidada. Aparentemente, o sistema recupera energia restante da fotossíntese e é capaz de fornecer 5 volts a 0,5 ampere.

    O grupo afirma que a planta também não apresentou problemas de crescimento ou atraiu fungos e pragas. Gadgets e LEDs de baixo consumo podem receber a energia, embora a velocidade de recarga não tenha sido divulgada.

Disponível em: http://www.tecmundo.com.br/bateria/85844-engenheiraschile-criam-tecnologia-recarrega-baterias-plantas.htm. Acesso em: 13 de setembro de 2015. Adaptado.

[Dados: M(Cu) = 63,5 g/mol; 1F = 96500 C/mol de elétrons.]

De acordo com o texto, qual a massa máxima de cobre que pode ser depositada após 38600 s de processo eletrolítico? 

A água oxigenada é utilizada como agente antisséptico devido à produção de gás oxigênio na sua decomposição, que ocorre conforme a equação

2H2O2(l) → 2H2O(l) + O2(g)

Essa equação indica que a espécie ganhadora de elétrons é

Dadas as equações químicas balanceadas:

Fe(s) ➜  Fe²⁺(aq) + 2e^- (oxidação)

O₂(g) + 2H₂O(l) + 4e^-   ➜   4OH^- (redução)

A equação química balanceada que descreve a oxidação do ferro em meio aquoso neutro será:

MARCA-PASSO CARDÍACO:  UMA PILHA QUE SALVA VIDAS
        Os Marca-passos Cardíacos Artificiais (MP) são dispositivos eletrônicos de estimulação multiprogramável capazes de substituir impulsos elétricos e/ou ritmos ectópicos, para se obter atividade elétrica cardíaca mais fisiológica. Foram introduzidos na prática médica entre 1958 e 1960, o que marcou o início de nova fase no tratamento de cardiopatias. 
Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/rba/v53n6/v53n6a15.pdf>. Acesso em: 30 out. 2018. 

Há vários tipos de marca-passos, sendo um deles uma pilha que usa lítio e iodo como eletrodos. A seguir são fornecidas, de forma simplificada, as semirreações com os respectivos potenciais de redução das espécies envolvidas no funcionamento dessa pilha: 
Li⁺ + e^–   →   Li          E° = – 3,05 V I₂ + 2 e ^–   →   2 I ^–    E° = + 0,54 V
Dado: massas atômicas: Li = 7; I = 127 
A análise do texto e dos dados permite inferir que

As pilhas de lítio, muito utilizadas em marcapasso, possuem uma grande diferença de potencial, em torno de 3,4V.

Um determinado tipo de pilha de lítio pode ser representada pela equação química global. 

Em relação à pilha de lítio, é correto afirmar:

Tecnologicamente, a pilha alcalina merece destaque porque apresenta baixo impacto ambiental frente a outros tipos de baterias. Essas pilhas utilizam eletrodos de Zn(s) e de MnO₂(s), envolvidos por eletrólito de KOH(aq). A corrente elétrica é gerada de acordo com as semiequações
Zn(s) + 2OH^- (aq) → Zn (OH)₂ + 2e ^– Mn₂O₃(s) + 2OH ^- (aq)

Considerando-se essas informações, pode-se concluir, em relação à pilha alcalina, que

A eletrodeposição é uma técnica utilizada para proteger e tornar alguns objetos mais belos. A FIGURA  03 representa o processo de douração de bijuterias, em que uma corrente de 10 C/s atravessa o sistema durante 2,0 minutos.
FIGURA 03


(Disponível em:< https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/galvanoplastia-ou-eletrodeposicao.htm. >Acesso em 28/09/ 2018.)
(Considere: Au = 197g/mol; 1F = 96500 C/mol)


É possível afirmar que a massa de ouro produzida sobre o anel de alumínio, nesta eletrodeposição, foi de:

MnO^-₄(aq) + SO^2-₃ (aq) + H⁺ (aq)→ Mn²⁺(aq) + SO^2-₄ (aq) +H₂ O(l)
Após o balanceamento da equação iônica, com os menores coeficientes estequiométricos inteiros, é correto afirmar:

Uma pilha de cobre e cádmio pode ser construída mergulhando-se eletrodos desses metais, respectivamente, em soluções de sais de Cu²⁺(aq) e Cd²⁺(aq), isolados por meio de ponte salina.
Admitindo-se que os potenciais-padrão de redução, E° , do cobre e do cádmio, são, respectivamente, +0,337V e -0,403V, em relação a essa pilha, pode-se afirmar:

O alto forno derrete o minério de ferro e o purifica, transformando-o em um líquido contendo 95% de ferro, chamado de ferro-gusa. A reação química que ocorre na transformação do minério de ferro em ferro-gusa é dada por:

Fe₂ O₃ (l) + 3 CO (g) → 2 Fe (l) + 3 CO₂ (g)

PEIXOTO, D. Fabricação do ferro-gusa e do aço.

Disponível em: www.ifba.edu.br. Acesso em: 8 set. 2013.

A formação de ferro-gusa ocorre através de uma reação de

Um carpinteiro resolveu mexer em sua caixa velha de ferramentas que estava guardada há algum tempo. Ao abri-la, verificou que os pregos estavam enferrujados. O prego é feito de ferro, um metal de fácil oxidação, utilizado na fabricação de várias ferramentas.

Uma das soluções para prevenir a ocorrência desse processo químico é

Os estudos sobre os fenômenos da oxirredução tornaram habitual a produção de energia a partir das reações eletroquímicas provenientes de pilhas e de baterias. A grande vantagem desses dispositivos é que são transportadores de energia elétrica e podem ser levados facilmente para qualquer lugar. A figura representa duas meias-células da pilha de zinco e hidrogênio, tendo o hidrogênio potencial-padrão de redução igual a zero.

Considerando-se as informações do texto e da ilustração, é correto afirmar:

Baseado no texto e nas reações acima, juntamente com os conceitos químicos, analise as afirmações a seguir.

I- No cátodo o etanol é oxidado a etanal.

II- No ânodo ocorre uma reação de redução.

III- O sentido da corrente elétrica (i) é do ânodo para o cátodo.

IV- Na reação global corresponde a uma reação de combustão incompleta do etanol.

Assinale a alternativa correta.

A formação da ferrugem (corrosão do ferro) é uma reação de oxirredução entre o ferro metálico e o oxigênio do ar. Uma forma de evitar a corrosão é proteger o ferro por meio da galvanização, isto é, recobrir a superfície da peça metálica com uma película de zinco. A camada de zinco impede a oxidação do ferro porque evita que ele entre em contato com a umidade do ar. Se a peça galvanizada for riscada, o ferro tende a oxidar nesse local, mas, imediatamente, ocorre a oxidação do zinco e o ferro é reduzido novamente aferro metálico, fazendo assim a proteção.De acordo com o texto, assinale a alternativa INCORRETA.

A cromação é uma das técnicas utilizadas pelas indústrias de galvanoplastia que consiste na cobertura de peças metálicas pelo cromo com o objetivo de proteger e decorar a peça. Nesse processo, a peça metálica a ser cromada e que funciona como um dos eletrodos, é colocada em uma cuba eletrolítica contendo uma solução de Cr³⁺ e submetida à passagem de uma corrente elétrica durante certo tempo, até a peça adquirir uma fina camada de cromo na espessura desejada.
(Dados: massa molar do cromo = 52,00 g.mol^-1 e constante de Faraday = 96500 C/mol).
Com relação a esse processo assinale a alternativa INCORRETA.