GABARITO Química A – Extensivo – V. 7 Exercícios Representação da pilha: Semirreação de redução: B3+ + 3e → B0 (Nox diminuiu – reduziu). 07)A equação global é a soma das semirreações com o devido balanceamento. 3A0 → 3A2+ + 6e 2B3+ + 6e → 2B0 3A0 + 2B3+ → 3A2+ + 2B0 08)A pilha é um processo espontâneo. O processo inverso, no qual a corrente elétrica passa no sentido contrário e que não é espontâneo, denomina-se eletrólise. 09)B Quando se faz a indicação da pilha – A0/A2+//B3+/B0 – se escreve no sentido da corrente elétrica, ou seja, primeiro o ânodo (onde ocorre oxidação – perda de elétrons) e depois o cátodo (onde ocorre redução – recebimento de elétrons). Fe2+ + 2e → Fe0 E° = –0,440 V Zn0 → Zn2+ + 2e E° = +0,763 V Zn0 + Fe2+ → Zn2+ + Fe0 01)Oxidação: A /A Redução: B3+/B0 0 Pela análise das equações, conclui-se que os potenciais apresentados são potenciais de redução. Como o maior potencial de redução é o ferro (–0440), conclui-se que este irá reduzir e consequentemente o zinco irá oxidar. Assim, mantém-se a equação de redução do ferro e faz-se a inversão da equação do zinco, para assim representar sua oxidação: 2+ 02)Cátodo: polo positivo (onde chega elétrons negativos): B3+/B0 03)Ânodo: polo negativo (de onde saem elétrons negativos): A0/A2+ 04)Concentração aumentada: A. No eletrodo A, quando os elétrons saem da barra metálica, o A0 transforma-se no cátions A2+, que passa para a solução aumentando a sua concentração. Concentração diminuída: B. Os elétrons que chegam ao eletrodo B são recebidos pelos cátions B3+, que passam a se depositar sobre a lâmina, deixando a solução menos concentrada. 05)Massa aumentada: B. Os elétrons que chegam ao eletrodo B são recebidos pelos cátions B3+, que passam a se depositar sobre a lâmina, aumentando sua massa. Massa diminuída: A. No eletrodo A, quando os elétrons saem da barra metálica, o A0 transforma-se no cátions A2+ que passa para a solução. Com a saída de A0 a massa do eletrodo diminui. 06)Semirreação de oxidação: A0 → A2+ + 2e (Nox aumentou – oxidou). ΔE = +0,763 – 0,440 = +0,323 V 10)a)Para que o metal possa reagir com ácido produzindo H2, é necessário que o metal possa deslocar o hidrogênio. Isso ocorrerá caso o metal seja mais reativo que o hidrogênio. Para isso ele precisa oxidar mais facilmente (deve ter maior potencial de oxidação, ou menor potencial de redução). M + 2HX → MX + H2 Dentre os metais apresentados, possuem menor potencial de redução que o hidrogênio (E° = 0,00 v) o zinco (E° = –0,76 v) e o magnésio (E° = –2,73 v). b)Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 11)B, C, D e E a)Errada. Os elétrons saem do eletrodo B. Assim, o B0 na barra metálica transforma-se em B3+ e passa para a solução aumentando sua concentração. b)Certa. A oxidação é a perda de elétrons, que ocorre no eletrodo B. c)Certa. Os elétrons migram para o polo positivo, denominado cátodo. d)Certa. Química A 1 GABARITO e)Certa. Os elétrons saem do eletrodo B. Assim, o B0 na barra metálica transforma-se em B3+ e passa para a solução. Desse modo, a massa do eletrodo diminui, representando sua corrosão. 12)C Pela análise das equações, conclui-se que os potenciais apresentados são potenciais de oxidação. Como o maior potencial de oxidação é do lítio (+3,04 V), conclui-se que o lítio irá oxidar e consequentemente o iodo irá reduzir, 16)A, B e C a)Certa. A diferença de potencial, como o nome diz, é a diferença dos potenciais padrões que independem da concentração das soluções. b)Certa. À medida que a pilha funciona, a ddp vai diminuindo até chegar a zero, quando a pilha para de funcionar. c)Certa. O cátodo é o polo positivo. Como os elétrons são negativos, migram em direção ao polo oposto – cátodo. d)Errada. No ânodo ocorre a oxidação (perda de elétrons). O ânodo é polo negativo. e)Errada. Onde ocorre a oxidação, o metal se transforma em íons e passa para a solução. Assim, a massa do eletrodo diminui. Oxidação – polo negativo – ânodo: Li0 → Li+ + e Redução – polo positivo – cátodo: I2 + 2e → 2I– O agente oxidante é a espécie que sofre a redução (I2) e o agente redutor é a espécie que sofre a oxidação (Li0) 13)D Na equação I percebe-se que o chumbo reduz na presença de ferro enquanto que na equação II observa-se que o zinco oxida na presença de ferro. Isso leva a concluir que o zinco oxida mais facilmente, ou seja, é melhor agente redutor que o chumbo. Quando zinco e chumbo estiverem juntos, é esperado que o chumbo seja reduzido pelo zinco, que deve oxidar. 14)29 Oxidação – polo negativo – ânodo: Cu0 → Cu2+ + 2e Redução – polo positivo – cátodo: Ag+ + e → Ag0 17)C 01.Certa. Diferença de potencial: +0,40 – (–0,83) = +0,40 + 0,83 = +1,23 V. 02.Errada. O potencial de redução da reação 1 é menor – ocorre oxidação. A oxidação ocorre no ânodo. O potencial de redução da reação 2 é maior – ocorre redução. A redução ocorre no cátodo. Na reação 1 forma-se água (no ânodo) e na reação 2 forma-se OH– (no cátodo). 04.Errada. Equação global da pilha: 2H2(g) + O2(g) 0 2Ag+ + 2e → 2Ag0 E° = +0,80 V Cu0 → Cu2+ + 2e E° = –0,34 V 2Ag+ + Cu0 → Cu2+ + 2Ag0 2 Oxidação (H2 é agente redutor) 2H2O() +1 08.Certa. 16.Errada. Na análise das semirreações, observa-se que o OH– formado na reação de redução é consumido na reação de oxidação: 15)F –V – V Pela análise das equações, conclui-se que os potenciais apresentados são potenciais de redução. Como o maior potencial de redução é o da prata (+0,80 V), conclui-se que a prata irá reduzir e consequentemente o cobre irá oxidar. Dessa forma, mantém-se a equação de redução da prata e faz-se a inversão da equação do cobre, para assim representar sua oxidação. Para que a pilha funcione, é necessária a presença da ponte salina a fim de permitir a neutralização das soluções. Somente o item C contém a ponte montada corretamente, permitindo a passagem de íons para as soluções, provenientes de um sal (KNO3). 18)41 01.Certa. Com a saída dos elétrons do fio de cobre, o Cu0 se transforma em Cu2+ que vai para a solução, tornando-a azulada. 02.Errada. Os elétrons saem do fio de cobre em direção aos íons de prata da solução. 04.Certa. Ao receber elétrons, os íons de prata transformam-se em prata metálica, que se deposita sobre o fio. 08.Certa. O cobre sofre oxidação onde doa elétrons. 16.Certa. Na reação o Ag+ sofre redução. Assim, é o agente oxidante. ΔE = +0,80 – 0,34 = +0,46 V (F) A semirreação de redução será 2Ag+ + 2e → 2Ag0 (V) (V) A solução fica azulada pelo aumento da quantidade de íons Cu2+ e a decomposição de prata metálica (Ag0) ocorrerá no fio. − O2(g) + 2 H2O (l) + 4e → 4 OH ( aq) Semirreação de redução − 4 OH ( aq) + 2H2(g) → 4 H2O (l) + 4e Semirreação de oxidação 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) 32.Certa. O ânodo é negativo e o cátodo é positivo, então os elétrons migram saindo do polo negativo em direção ao polo positivo. 64.Errada. Na associação em série, para a voltagem total, somam-se as voltagens de cada pilha. Assim, a voltagem total será 6 x 1,23 = 7,38 V. Química A GABARITO 19)a)Oxidação: Fe(s) → Fe(2+ aq ) + 2e E° = +0,44 V Redução: 1/2O2(g) + 2e + H2O(l) → 2OH(aq) E° = +0,41 V b)Certa. ΔE = +0,85 V 0 Oxidação: Zn( s ) → Zn(2+ aq ) + 2e 0 Redução: Fe(2+ aq ) + 2e → Fe( s ) E° = +0,76 V E° = –0,44 V b)Das reações apresentadas, o oxigênio possui maior potencial de redução (tendência a reduzir). Ao reduzir, o oxigênio promove a oxidação de outra espécie. Então, reduzindo muito facilmente ele é um ótimo agente oxidante. 2H2O2(aq) → 2H2O + O2(g) E° = +1,08 V c)Certa. O Nox do oxigênio aumenta de –1 para 0 – oxidação. Então o peróxido de hidrogênio funciona como agente redutor. ΔE = +0,32 V d)Certa. e)Certa. 3% em massa → Para 1000 g de solução, 30 g é de H2O2 (3%) 20)D ΔE = E° Red – E° Oxi 0,46 = E° Red Ag – 0,34 V E° Red Ag = 0,46 + 0,34 E° Red Ag = 0,80 V 2H2O2 → 2H2O + O2 (2 mol) 68 g –––––– 24,5 L (1 mol) 30 g –––––– x x = 10,8 L 21)V – V – F – F – F 20 volumes → libera 20 L de O2 por litro de solução. Essa água oxigenada é aproximadamente 10 volumes. 25)39 01.Certa. O potencial de redução do iodo é maior que o do zinco. Assim, o iodo irá reduzir e o zinco oxidar. Ao reduzir, o I2 forma I– que é incolor. 02.Certa. O potencial de redução da prata é maior que o do iodo. Assim, a prata irá reduzir e o zinco oxidar. Ao oxidar, o iodo permanece na forma de I2, que é colorido. 04.Certa. O potencial de redução do iodo é maior que a do níquel. Assim, o iodo irá reduzir e o níquel oxidar. Ao reduzir, o I2 forma I–, que é incolor. 08.Errada. O potencial de redução da prata é maior que o do iodo. Assim, a prata tende a reduzir e o iodo a oxidar. A prata metálica já é a forma reduzida da prata e assim não pode receber mais elétrons do iodeto (I–). A solução permanecerá incolor. 16.Errada. O potencial de redução do iodo é maior que o do níquel. Assim, o iodo tende a reduzir e o níquel a oxidar. Ao reduzir, o I2 forma I–, que é incolor, ou seja, a coloração desaparece. 32.Certa. O potencial de redução do hipoclorito é maior que o do iodo. Assim, o hipoclorito irá reduzir e o iodo oxidar. Ao oxidar, o iodo permanece na forma de I2, que é colorido. (V)O Nox da prata aumenta de 0 (Ag0) para +1(Ag2S). (V)Na reação o alumínio oxida (perde elétrons), sendo portanto o ânodo. (F) Na reação entre prata e alumínio, quem oxida é o alumínio, que é um metal menos nobre que a prata. Assim, o potencial de oxidação do alumínio é maior. (F) O detergente serve apenas para retirar a gordura do objeto, facilitando a reação entre alumínio e sulfeto de prata. (F)O alumínio oxida mais facilmente que a prata, sendo assim mais reativo. 22)E a)Errada. O chumbo é elemento representativo (família A). b)Errada. O mercúrio na temperatura ambiente é líquido. c)Errada. Os metais pesados são muito reativos e bioacumuláveis. Trata-se de um grupo de elementos metálicos entre o cobre e o chumbo que possuem alta densidade (acima de 4,0 g/cm3). d)Errada. Mesmo contendo outros materiais, as pilhas não são biodegradáveis e por isso devem integrar um lixo especial. e)Certa. 23)D IIH2O2(aq) → O2(g) + 2H(+aq) + 2e– E° = –0,69 V IIIH2O2(aq) + 2H(+aq) + 2e– → 2H2O E° = +1,77 V O polo da bateria ligado ao carro deve ser o polo positivo, pois pode receber elétrons evitando assim a oxidação. 26)E 24)A a)Errada. Na equação I o oxigênio sofre oxidação sendo, portanto, agente redutor, enquanto que o hidrogênio sofre redução – agente oxidante. Química A a)Errada. O Nox do Mg0 aumenta (oxidação). Assim, é agente redutor. b)Errada. O Nox do Fe2+ diminui (redução). c)Errada. O ânodo é onde ocorre perda de elétrons (oxidação) – Mg0 / Mg2+. 3 GABARITO d)Errada. A solução ficará mais concentrada, na medida em que Mg0 se transforma em Mg2+, indo para a solução. e)Certa. Os elétrons chegam até o cátodo e passam para a solução que contém Fe2+, que se transformará em Fe0, depositando-se sobre o eletrodo. O H+ tem preferência de descarga em relação ao K+, e o Cl– tem preferência em relação ao OH–. ânodo: 2Cl– → Cl2(g) + 2e Cátodo: 2H+ + 2e → H2(g) 31)Solução aquosa de ácido sulfúrico: H2SO4 e – e – 27)67 – cátodo ânodo + Maior potencial de redução: NiO.OH – sofrerá redução – cátodo Menor potencial de redução: Cd(OH)2 – sofrerá oxidação – ânodo. Ddp = 0,52 – (–0,82) = +1,34 V 1,34 x 50 = 67 OH 28)C OH O potencial de redução do cloro é maior que o do bromo e o do iodo. Assim, ele irá reduzir e promover a oxidação de Br– e I–. Em relação ao flúor, este possui maior potencial de redução, promovendo a oxidação do cloro. 29)KCl fundido: – H – + H cuba resistente ao calor + O H+ descarrega no ânodo e o OH– tem preferência em relação ao SO 2− 4 . ânodo: 2OH– → 2e + 1/2O2(g) + H2O Cátodo: 2H+ + 2e → H2(g) 32)Solução aquosa de soda cáustica: NaOH – e e – – cátodo ânodo + OH OH Cátodo: 2K+ + 2e → K2(s) ânodo: 2Cl– → Cl2(g) + 2e 30)KCl aquoso: e – e – – H + H 33)Solução aquosa de hidróxido de magnésio: Mg(OH)2 e – e C 4 – – H – – cátodo ânodo + C cuba resistente ao calor + O H+ tem preferência de descarga em relação ao Na+ e o ânodo descarrega o OH–. ânodo: 2OH– → 2e + 1/2O2(g) + H2O Cátodo: 2H+ + 2e → H2(g) – cátodo ânodo + – + H + cuba resistente ao calor Química A OH OH – – H + H + cuba resistente ao calor GABARITO O H+ tem preferência de descarga em relação ao Mg2+ e o ânodo descarrega o OH–. ânodo: 2OH– → 2e + 1/2O2(g) + H2O Cátodo: 2H+ + 2e → H2(g) 34)Solução aquosa de nitrato de sódio: NaNO3 e – e O Ag+ tem preferência de descarga em relação ao H+ e no ânodo OH– tem preferência em relação ao − NO3 . ânodo: 2OH– → 2e + 1/2O2(g) + H2O Cátodo: Ag+ + e → Ag(s) 37)E – OH OH O transporte atualmente constitui uma grande despesa para qualquer empresa. Ao submeter a bauxita ao processo de eletrólise, obtém-se alumínio puro e descarta-se o resíduo que representa mais de 50% da massa total. Por isso, às indústrias procuram se estabelecer próximo às jazidas de bauxita. – cátodo ânodo + – – H + 38)E cuba resistente ao calor + H eletrólise do sulfato de sódio aquoso: Na2SO4 – – e O H+ tem preferência de descarga em relação ao Na+ e no − ânodo o OH– tem preferência em relação ao NO3 . – ânodo: 2OH → 2e + 1/2O2(g) + H2O Cátodo: 2H+ + 2e → H2(g) e – cátodo ânodo + 35)Sulfato de sódio aquoso: Na2SO4 e – e – C – cátodo ânodo + C OH OH – – H + cuba resistente ao calor + H O H+ tem preferência de descarga em relação ao Na+ e no 2− ânodo o OH– tem preferência em relação ao SO4 . – ânodo: 2OH → 2e + 1/2O2(g) + H2O Cátodo: 2H+ + 2e → H2(g) 36)Nitrato de prata aquoso: AgNO3 e – e – H + H + cuba resistente ao calor O H+ tem preferência de descarga em relação ao Na+ e no ânodo o OH– tem preferência em relação ao SO 2− . 4 ânodo: 2OH– → 2e + 1/2O2(g) + H2O Cátodo: 2H+ + 2e → H2(g) 39)C Q = i . t (tempo em segundos) Q = 15.1200 Q = 18000 C Na → Na+ + 1e 23 g 1 mol = 96500 C x g 18000 C x = 4,29 g – – cátodo ânodo + – 40)B OH OH – – H Al3+ + 3e– → Al 3 mol 27 g 3.96500 C 27 g x C 2,7 g + + H cuba resistente ao calor Química A 27 . x = 781650 x = 28950 5 GABARITO (F)Cu2+ → bivalente. Cr3+ → trivalente. A carga é equivalente a 2 mol de elétrons. Cromo metálico → 3 mol de elétrons. 2 = 0,66 ... mol 3 (V)1 mol de e = 1F = 96.500 C (F)Na eletrólise a energia elétrica é transformada em energia química – não espontâneo. 41)B 80% em massa → 80 g em 100 g de solução. NaOH 1 mol –––––– 40 g x mol –––––– 80 g x = 2 mol 1 mol –––––– 1 Faraday 2 mol –––––– y y=2F 45)B 42)D Ag → Ag+ + e– 108 g –––––– 96.500 C (1 mol) (1F) x g –––––– 4.825 C x = 5,4 g Menor potencial de oxidação: prata E = –0,80 V → cátodo Maior potencial de oxidação: zinco E = +0,76 V → ânodo ddp = 0,76 –(–0,80) = 1,56 V 46)E 43)D Para a realização do exercício, considerar os polos invertidos conforme esquema: Cobre → Maior potencial de redução → reduzirá (ganha e) – Cu2+ + 2e → Cu0 Níquel → Menor potencial de redução → oxidará (perde e) – Ni0 → Ni2++ 2e a)Certa. Níquel oxida (perde) cobre reduz (ganha). b)Certa. Gera íons para manter as soluções neutras. c)Certa. Níquel oxida no ânodo. d)Certa. Cobre reduz no cátodo. e)Errada. O correto é: 47)B I. Certa. O eletrodo 1 é o ânodo (positivo – oxida− ção): 2Cl( aq) → Cl2(g) + 2e II. Certa. No eletrodo 2 ocorre redução: + 2H( aq) + 2e → H2(g) A solução fica alcalina (excesso de OH–), o que dá a tonalidade rósea na presença fenolftaleína. III.Errada. O cloreto (Cl–) oxidou-se no eletrodo 1. 44)F – V – F – V – F– V – F i . Δ t . 2 a carga não é (F) Q = i . Δt → Se Q = 2 alterada. Assim, a quantidade de cobre depositada também não seria alterada. (V) O cobre é bivalente (Cu2+). Então a carga usada para depositar 1 mol de cobre pode proporcionar a deposição de 2 mol de prata que é monovalente (2Ag+). (F) Q = 2 . i . 2 . Δt → a massa de cobre depositada seria 4 vezes maior. (V)O cátodo é o polo negativo, onde ocorre chegada de elétrons (redução). redução Cu2+ + 2e Cu0 → depositado 6 Com mais adição de CuSO4, haverá mais íons Cu2+ que podem reduzir, aumentando o potencial. 48)C I. Certa. II. Errada. Nas pilhas a energia química é convertida em energia elétrica. III.Certa. 49)C Cobre possui maior potencial de redução (+0,034 V). Assim, em uma pilha, sofrerá redução (recebe elétrons). Isso ocorre no cátodo (polo positivo). A ddp é +0,034 –(–0,76) = +0,794 V 50)E Oxigênio possui potencial de redução maior – irá reduzir (ganha elétrons no cátodo). Será o agente oxidante. O zinco oxida no ânodo. A massa de zinco metálico diminui e aumenta Zn(OH)2 ddp = +0,40 –(–1,25) = +0,40 + 1,25 = +1,65 V Química A GABARITO 51)D 56)C ΔE = +1,05 – (–0,35) ΔE = +1,05 + 0,35 ΔE = +1,40 V 57)E Para que ocorra a reação, o elemento metálico deve ser mais reativo que o metal na forma de cátion (ou o hidrogênio) para assim poder deslocá-lo. a)Cu é mais reativo que Ag – ocorre. b)Al é mais reativo que H – ocorre. c)Mg é menos reativo que Fe – ocorre. d)Zn é menos menos que Na – não ocorre. e)Na é mais reativo que H – ocorre. A espécie mais oxidante é a que reduz mais facilmente, ou seja, a que possui maior potencial de redução → Cl2 (+1,4). 58)C 52)C I. Errada. O ferro sofre oxidação – processo químico. II. Certa. III.Errada. O ferro metálico perde elétrons e assume a forma iônica. IV.Certa. O zarcao, ou tetróxido de chumbo, é um conhecido anticorrosivo, onde o chumbo atua como metal de sacrifício. 53)C O metal ao ser dissolvido, na verdade é oxidado: 59)E Cr tem maior potencial de oxidação → oxida no ânodo (alternativa a está correta). d.d.p. = +0,75 – (–0,80) d.d.p. = +0,75 + 0,80 d.d.p. = +1,55 Volt (alternativa b está correta) Cr → Cr3+ + 3e Fe0 → Fe2++ 2e Zn0 → Zn2++ 2e O metal será mais dissolvido na presença de um oxidante mais forte. 54)E De acordo com o enunciado, o cobre sofrerá redução formando pilha com qualquer um dos outros metais. Assim, deve ter o maior potencial de redução. Quanto maior for o potencial de oxidação do outro metal, maior será a d.d.p.. Assim, pode-se estabelecer a ordem de potencial de oxidação: Pb < Ni < A < Mg e)Errada. Os elétrons passam do eletrodo de crômio (oxidação) para o eletrodo de prata (redução). 60)B Potencial de redução: Cu2+ → +0,34 V → reduz facilmente, oxida mais dificilmente Cd2+ → –0,40 V → reduz menos, oxida mais facilmente a)Errada. Entre Ni e Pb, Ni tem maior potencial de oxidação – será no ânodo. b)Errada. Entre Mg e Pb, Mg tem maior potencial. c)Errada. Entre Mg e Al, Mg tem maior potencial. d)Errada. Entre Al e Ni, Al tem maior potencial. e)Certa. Entre Pb e Al, Al tem maior potencial – será o ânodo. * Como a prata é mais nobre, é mais difícil de oxidar → potencial de oxidação menor potencial de redução maior Cd > Cu > Ag Ordem crescente de potencial de oxidação Como oxidação ocorre no ânodo: d.d.p. = +0,80 – (–0,14) d.d.p. = +0,80 + 0,14 d.d.p. = +0,94 V Ordem decrescente de potencial de oxidação d.d.p. = +0,34 – (–0,40) d.d.p. = +0,34 + 0,40 d.d.p. = +0,74 V 61)30 55)C 01.Errada. Ocorre oxidação (perda de elétrons que vão para o eletrodo de prata). 02.Certa. Observável na figura. 04.Certa. O cobre sofre oxidação – agente redutor. 08.Certa. A solução torna-se mais concentrada pois permanecem os íons Mg2+ e SO2− e saem H2 e O2, repre4 sentando saída de água, num efeito inverso ao da diluição. 16.Certa. +0,80 – 0,34 = 0,46 V 32.Errada. A pilha deve ser representada no sentido da corrente elétrica: ânodo → cátodo: Cu0 / Cu2+ // Ag+ / Ag0 Química A 7