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

Sobre a eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl), é CORRETO afirmar que:

O metal alumínio (Al) é largamente usado na produção de latinhas de refrigerante e cerveja, janelas e portas, papel alumínio, etc. Industrialmente, o alumínio é obtido através da eletrólise ígnea do óxido de alumínio extraído do minério bauxita. No processo são usados eletrodos de grafite (C), que são gastos durante a eletrólise e substituídos por novos eletrodos a cada 20 dias aproximadamente. O uso dos eletrodos de grafite gera um subproduto que acarreta intensificação do efeito estufa da atmosfera terrestre.

Com base no texto, são feitas as seguintes afirmativas:

I. A fórmula do óxido de alumínio é Al₃ O₂ .

II. O alumínio metálico é formado no ânodo da célula eletrolítica.

III. O subproduto que causa problemas ambientais é o dióxido de carbono.

Está/Estão correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

A pilha de Daniell é composta de duas celas, uma contendo uma placa de cobre, imersa em uma solução de Cu²⁺ , e outra contendo uma placa de zinco imersa numa solução de Zn²⁺ . As duas placas são conectadas uma a outra por um fio metálico. As extremidades de uma ponte salina são colocadas nas soluções das celas. Nessa pilha, em condição padrão, é fato que

Considere as duas colunas abaixo, a primeira com substâncias e a segunda com aplicações desses insumos químicos
(P) NaCl
(Q) CaCO₃
(R) H₃ PO₄
(S) SiO_{2 (I) produção de vidros (II) composição de xarope de bebida refrigerante (III) correção das condições do solo para plantio (IV) produção eletrolítica de soda cáustica
A associação mais correta dos itens da primeira coluna com os da segunda seria}

Os metais são materiais sólidos, opacos e bons condutores de calor e eletricidade. Podem também ser transformados em lâminas, sendo usados para fabricar embalagens, como o cobre, o estanho e o alumínio. Recipientes de alumínio são usados para acondicionar bebidas como cervejas, sucos, refrigerantes etc. A produção desses recipientes de alumínio segue um longo caminho, desde a extração do minério (bauxita) até a sua prensagem, quando voltam para a fundição para serem reciclados. O quadro mostra um resumo do processo de produção de latas de alumínio.

Minério → Beneficiamento → Eletrólise → Fundição → Laminação → Latas → Consumidor → Coleta → Prensagem

MUNHOZ, D.; MAFRA, N.; BAGGIO, A. E. A evolução da embalagem: informações para uma

nova geração de consumidores conscientes. Belo Horizonte: ECO, 2007 (adaptado).

Considerando o quadro, a etapa na qual o minério é transformado em alumínio puro é a

Células a combustível são opções viáveis para gerar energia elétrica para motores e outros dispositivos. O esquema representa uma dessas células e as transformações que nela ocorrem.

H2(g) + ½ O2(g) → H2O(g) ΔH = -240kJ/mol de H₂

A corrente elétrica (i), em ampère (coulomb por segundo), gerada por uma célula a combustível que opera por 10 minutos e libera 4,80 kJ de energia durante esse período de tempo, é

_{Note e adote:}

_{Carga de um mol de elétrons = 96.500 coulom}

Um estudante realizou um experimento para avaliar a reatividade dos metais Pb, Zn e Fe. Para isso, mergulhou, em separado, uma pequena placa de cada um desses metais em cada uma das soluções aquosas dos nitratos de chumbo, de zinco e de ferro. Com suas observações, elaborou a seguinte tabela, em que (sim) significa formação de sólido sobre a placa e (não) significa nenhuma evidência dessa formação:

A seguir, montou três diferentes pilhas galvânicas, conforme esquematizado.

Nessas três montagens, o conteúdo do béquer I era uma solução aquosa de CuSO4 de mesma concentração, e essa solução era renovada na construção de cada pilha. O eletrodo onde ocorria a redução (ganho de elétrons) era o formado pela placa de cobre mergulhada em CuSO₄ (aq).

Em cada uma das três pilhas, o estudante utilizou, no béquer II, uma placa de um dos metais X (Pb, Zn ou Fe), mergulhada na solução aquosa de seu respectivo nitrato.

O estudante mediu a força eletromotriz das pilhas, obtendo os valores: 0,44 V; 0,75 V e 1,07 V.

A atribuição correta desses valores de força eletromotriz a cada uma das pilhas, de acordo com a reatividade dos metais testados, deve ser

Um fio de cobre foi retorcido em formato de uma “árvore de natal” e colocado dentro de um béquer. Em seguida, transferiu-se um volume de uma solução salina para a vidraria, o suficiente para cobrir o objeto metálico. Após determinado período, a solução ficou azulada, e pequenos cristais cobriram toda a superfície da árvore de natal.


Qual é o sal presente na solução adicionada ao béquer?

Para a produção de fios elétricos, o cobre deve possuir 99,9% de pureza. Para tanto, o cobre metalúrgico (impuro) passa por um processo, que gera o cobre eletrolítico, conforme está ilustrado na figura ao lado.
Sobre esse processo, são feitas as afirmações a seguir:
I. No catodo (–), que é o cobre puro, ocorre depósito de mais cobre em virtude da redução do Cu²⁺ .
II. A corrosão faz a solução aumentar a concentração de Cu²⁺, que é atraído para o catodo, formando cobre metálico livre das impurezas.
III. Uma solução aquosa de NiSO₄ aumentaria a deposição de cobre puro no catodo.
IV. No anodo (+), existe a oxidação do cobre metálico.
Adaptado de: http://www.acervodigital.unesp.br/bitstream/ 123456789/46363/4/2ed_qui_m4d7.pdf
Está CORRETO, apenas, o que se afirma em

Uma cientista da Universidade de Ohio nos Estados Unidos desenvolveu um sistema para transformar urina em combustível. A premissa parece simples e se baseia na decomposição da amônia e da ureia. A imersão de um eletrodo no líquido e a aplicação de uma corrente suave no sistema produzem uma substância que pode ser usada para alimentar uma célula de combustível.
Adaptado de: http://noticias.uol.com.br/ciencia/ultimas-noticias/bbc/2016/06/12/ (Acesso em: 20/06/2016)
A seguir, são feitas algumas afirmações sobre possíveis vantagens do sistema.
I. O gás nitrogênio produzido nessa eletrólise é um combustível menos poluente que o hidrogênio.
II. A ureia é decomposta em amônia que é vaporizada no sistema, antes de seguir para alimentar uma célula onde o gás é utilizado como combustível.
III. A energia fornecida para a produção do combustível pode ser menor que a utilizada na eletrólise da água, pois as ligações entre os átomos de hidrogênio e nitrogênio são mais fracas que as ligações entre os átomos da água.
Está CORRETO o que se afirma, apenas, em

Um dos tipos de pilha mais eficientes são as de lítio. A reação redox que ocorre nessas pilhas é, simplificadamente, representada a seguir:

2 Li _(s) + I_{2 (s)} → 2 Li⁺ _(aq) + 2 I⁻_(aq)

Dados:

E^o Li⁺/Li = −3,05 V

E^o I₂ /I⁻ = +0,53 V

Sobre esta pilha, é correto afirmar que

O ácido sulfídrico, H₂S, pode ser eletroquimicamente reagido, produzindo enxofre elementar, segundo a reação abaixo:

H₂S_(aq) + I_2(aq) → S_(s) + 2H⁺_(aq) + 2I⁻_aq)

Nessa reação redox,

• Dada a reação química balanceada, identifique a espécie que sofre redução, a espécie que sofre oxidação, o agente redutor e o agente oxidante e assinale a alternativa que apresenta a associação correta.

3 Cu_(s) + 8HNO_3(aq) → 3 Cu(NO₃)_2(aq) + 2 NO(g) + 4 H₂O_(I)

Dados:

• Considerando uma pilha formada pelos eletrodos de alumínio e cobre, qual será o valor de ∆E⁰ da pilha?

A tabela abaixo relaciona algumas semirreações e seus respectivos potenciais padrão de redução em solução aquosa.

Considere as afirmações abaixo, sobre os dados da tabela.
I - O lítio metálico é um forte agente redutor. II - O cátion prata pode oxidar o cobre metálico para Cu²⁺ . III- O zinco é o ânodo em uma pilha com eletrodos de zinco e chumbo.
Quais estão corretas?

Quando o ferro ou o aço, já com camada de Fe₂O₃ , sofre corrosão em presença de umidade, têm-se as reações abaixo, em que Fe₃O₄ é de fato FeO·Fe₂O₃

Reação I: Fe → Fe²⁺+ 2e

Reação II: 4 Fe₂O₃ + Fe²⁺+ 2e → 3 Fe₃O₄

Nesse processo corrosivo, 

A purificação do cobre é essencial para sua aplicação em fios condutores de corrente elétrica. Como esse metal contém impurezas de ferro, zinco, ouro e platina, é preciso realizar um processo de purificação na indústria para obtê-lo com mais de 99% de pureza. Para isso, é necessário colocá-lo no anodo de uma cuba com solução aquosa de sulfato de cobre e aplicar corrente elétrica de forma a depositá-lo no catodo, fazendo-o atingir essa pureza. Apesar de ser um método lento e de consumir grande quantidade de energia, os custos de produção são compensados pelos subprodutos do processo, que são metais como ouro, platina e prata. O método de purificação do cobre é conhecido como

Um dos utensílios mais encontrados nas casas dos brasileiros, a panela de alumínio, vem causando polêmica entre pesquisadores. Estudos recentes têm demonstrado que, durante o cozimento, o alumínio metálico da panela é transferido na forma iônica para o alimento. Embora os cientistas estejam longe de um consenso sobre a quantidade desse elemento que é transferida, alguns vêm demonstrando preocupação pelo fato de o alumínio ser tóxico em grandes quantidades.

A transferência do alumínio da panela para o alimento envolve a:

A bateria automotiva de chumbo e solução ácida é formada de células voltaicas em série, conforme as semi-reações, a seguir:



Analise as alternativas abaixo selecionadas com as semi-reações (1) e (2). I. Na Equação 1, é onde ocorre a reação de oxidação, e na Equação 2 a reação de redução. II. A Equação 1 pode ser identificada como anodo e a Equação 2 o catodo. III. No processo eletroquímico, estão envolvidos 2 mols de elétrons. IV. O chumbo é agente redutor e, também, agente oxidante. V. A célula voltaica gera 2 Volts.

Está incorreto o que se afirma em

A tensão elétrica padrão dessa pilha é, em volt, igual a