Questões 1) Ônibus ambiental Coppe constrói veículo a hidrogênio

NOTA
DISCIPLINA: QUÍMICA
CURSO: ENSINO MÉDIO
SÉRIE: 2ª
NOME DO ALUNO:
Exercícios
BIMESTRE: 4º
TURNO: Matutino
DATA: 14/10/2015
Nº:
PROFESSOR: ANTONIO VIVALDO DOS SANTOS FILHO
Observação: Não rasure as questões objetivas, pois não serão consideradas. As respostas dissertativas devem ser
respondidas à caneta. A interpretação das questões é dever do aluno. Construção de fórmulas pode deixar a lápis. “O
sucesso é o prêmio alcançado por aqueles que tiveram a chance permitida por DEUS, aproveitaram, se esforçaram
muito e demonstraram competentemente todas as habilidades desenvolvidas”.
Questões
1) Ônibus ambiental
Coppe constrói veículo a hidrogênio e bateria
O uso de ônibus urbano nas grandes cidades é imprescindível tanto para atender a população quanto
para diminuir o número de automóveis nas ruas, se o serviço for de boa qualidade. Mas ao mesmo tempo é
um meio de transporte que produz um nível considerável de emissões de gases nocivos ao ambiente com
seus potentes motores a diesel. A solução para evitar esse problema é conhecida e consiste na utilização de
veículos que produzam menos poluentes, como os movidos a etanol, ou nenhum, com hidrogênio ou
eletricidade. Projetos nesse sentido estão em desenvolvimento em várias partes do mundo e o Brasil já
possui um protótipo híbrido, movido a hidrogênio e baterias acumuladoras de energia, desenvolvido no país.
É um ônibus aparentemente convencional para 29 passageiros sentados e 40 em pé que foi concebido e
construído ao longo de cinco anos pelo Laboratório de Hidrogênio (LabH2) do Instituto Alberto Luiz Coimbra
de Pós-graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).[...]
Fonte: OLIVEIRA, Marcos. Homepage de Revista Pesquisa FAPESP. Disponível em:
<http://www.revistapesquisa.fapesp.br>. Acesso em: 28/01/2011.
No ônibus movido a hidrogênio ocorre uma reação de oxirredução, com o hidrogênio como reagente e
consequente formação de água. As semirreações envolvidas no processo, juntamente com seus potenciais
de redução, são apresentadas a seguir:
4H+ + 4 e- ↔ 2H2
E0 = -0,83 V
O2 + 4H+ + 4 e- ↔ 2H2O
E0 = + 1,23 V
A respeito disso são feitas as seguintes afirmativas:
I. O potencial total da pilha formada nesta célula de combustível é 2,06 V.
II. A reação total é representada pela seguinte equação: 2H2 + O2 → 2H2O.
III. O O2 sofre oxidação e o H+, redução.
IV. O combustível desses novos ônibus é menos poluente por ter como produto somente a água.
Podemos afirmar que está(estão) correta(s):
( a ) somente I e IV.
( c ) somente III e IV.
( b ) somente I e II.
( d ) somente I, II e IV.
2) [...]
Desde que o presidente dos EUA, Barack Obama, lançou seu plano de eficiência energética – US$ 16
bilhões de investimentos, dos quais US$ 2 bilhões para criar baterias mais eficientes e duradouras, com o
objetivo declarado de ver circular pelas rotas norte-americanas um milhão de automóveis híbridos ou elétricos
até 2015 –, surgiu uma febre do lítio, que promete repetir o enorme deserto branco boliviano, o maior do
mundo, algo equivalente à Corrida do Ouro do final do século 19, na Califórnia. É fácil entender o porquê:
atualmente, eficiência energética significa lítio, um metal volátil encontrado em abundância na salmoura de
Uyuni, um mar de água e cloreto de sódio.
[...]
Por esse motivo, é muito provável que o recente auge do lítio seja um fenômeno destinado a durar no
tempo, pois as baterias que contém o material entre os seus componentes têm o triplo de energia das
tradicionais, feitas de níquel metal.
Adaptado Revista Galileu, outubro de 2009.
As baterias citadas no texto apresentam as seguintes equações globais:
(Dado: potenciais de redução (V)
De acordo com o texto e as equações apresentadas, analise as seguintes afirmativas:
I. O ânodo da pilha de lítio é feito do metal lítio.
II. Na pilha de lítio o potencial de redução do lítio é alto, gerando uma bateria com 3 vezes mais
energia que as pilhas de níquel-cádmio.
III. Na pilha de níquel-cádmio o fluxo de elétrons vai do eletrodo de níquel para o eletrodo de
cádmio.
IV. A voltagem da pilha de níquel-cádmio é 0,89 V.
Assinale a alternativa que apresenta somente as afirmativas corretas:
( a ) III
( b ) I e II
( c ) I, II e IV
( d ) I, III e IV
3)(Unirio 2002) "(...) A função das pilhas ou células combustíveis é gerar a corrente elétrica que faz, por
exemplo, o motor de um veículo funcionar. O tipo de célula que vem sendo mais desenvolvido é o da
Membrana de Troca de Prótons (PEM). Trata-se de um conjunto de placas metálicas, geralmente feitas de
platina, que recebe os gases e estimula (através de processos físicos e eletroquímicos) a transformação de
suas moléculas. Nas células, são inseridos de um lado o hidrogênio (H2), que possui dois átomos, e de outro
o oxigênio (O2), também com dois átomos".
("O Globo" / 2001)
Uma pilha de combustível é um dispositivo eletroquímico de conversão de energia química em eletricidade.
As reações envolvidas na reportagem acima estão descritas a seguir:
A partir das reações apresentadas, conclui-se que o:
( a ) oxigênio sofre oxidação no cátodo do sistema
( b ) hidrogênio sofre oxidação no ânodo do sistema
( c ) hidrogênio sofre oxidação no cátodo do sistema
( d ) hidrogênio sofre redução no ânodo do sistema
( e ) oxigênio sofre redução no ânodo do sistema
4)(Ufrs 2004) A força eletromotriz de uma célula eletroquímica depende
( a ) da natureza dos eletrodos.
( d ) da forma dos eletrodos.
( b ) do tamanho dos eletrodos.
( e ) do volume de solução eletrolítica.
( c ) da distância entre os eletrodos.
5)(Puccamp 2001) Baterias e pilhas usadas são em geral jogadas no lixo comum e, nas grandes cidades,
acabam indo para aterros sanitários, onde causam problemas ambientais principalmente porque
( a ) aceleram a decomposição do restante do lixo.
( b ) contêm íons de metais pesados.
( c ) são fontes do gás metano.
( d ) contêm ferro metálico.
( e ) se degradam antes dos materiais orgânicos.
6) No ano de 2000 foram comemorados os 200 anos de existência da pilha elétrica, invento de Alessandro
Volta. Um dos dispositivos de Volta era formado por uma pilha de discos de prata e de zinco, sendo que cada
par metálico era separado por um material poroso embebido com uma solução ácida. É daí que veio o nome
"pilha", utilizado até hoje.
81. (Puccamp 2004) Volta construiu pilhas com diversos tipos de pares metálicos e de soluções aquosas.
Para conseguir tensão elétrica maior do que a fornecida pela pilha de Volta, foram propostas as seguintes
alterações:
I. aumentar o número de pares metálicos (Ag e Zn) e de separadores embebidos com soluções ácidas;
II. substituir os discos de zinco por discos de outro metal que se oxide mais facilmente;
III. substituir os separadores embebidos com solução ácida por discos de uma liga Ag/Zn.
Há aumento de tensão elétrica SOMENTE com o que é proposto em
(a)I
( b ) II
( c ) III
( d ) I e II
( e ) II e III
7) (Ufrrj 2000) Na proteção de tubulações de ferro, para evitar a corrosão, utiliza-se "ânodos de sacrifício".
Dentre os metais abaixo o mais apropriado para proteger as tubulações é:
Dados:
Potenciais de oxidação
Cu/Cu++ = - 0,34 V
Ag/Ag+ = - 0,79 V
Sn/Sn++ = + 0,14 V
Pb/Pb++ = + 0,13 V
Fe/Fe+2 = + 0,44 V
Zn/Zn++ = + 0,76 V
( a ) o chumbo.
( c ) o cobre.
( b ) a prata.
( d ) o estanho.
( e ) o zinco.
8)(Uff 2003) Nas anotações estava escrito um pormenor que à primeira vista me escapara, ou seja, que o
Zinco tão terno, delicado e dócil diante dos ácidos que o corroem imediatamente, comporta-se, porém,
diferente quando é muito puro; então resiste obstinadamente.
LEVI, Primo. "A tabela Periódica". Rio de Janeiro: Relume - Dumará, 1994
O fragmento acima revela a visão particular do romancista italiano sobre o comportamento experimental do
metal zinco perante os ácidos. Consultando a Tabela Periódica, encontram-se metais que, em particular, não
reagem com o HCl. Identifique-os:
( a ) Fe, Co e Hg
( c ) Au, Fe e Ni
( b ) Au, Ag e Pt
( d ) Ni, Co e Pt
( e ) Fe, Pt e Hg
9) (Cesgranrio 1999) Observe a representação da pilha a seguir que se refere a uma transformação química
com transferência espontânea de elétrons.
Fe(s)/Fe+2(aq)//Sn+2(aq)/ Sn(s)
Nessa representação, está correto inferir que reage:
( a ) Fe(s) com Fe+2(aq) formando Sn+2(aq) e Sn(s)
( b ) Fe(s) com Sn+2(aq) formando Fe+2(aq) e Sn(s)
( c ) Fe+2(aq) com Sn+2(aq) formando Fe(s) e Sn(s)
( d ) Sn(s) com Sn+2(aq) formando Fe(s) e Fe+2(aq)
( e ) Sn(s) com Fe+2(aq) formando Fe(s) e Sn+2(aq)
10) Água potável é aquela isenta de contaminação, podendo ser consumida pela população e pelos animais
sem oferecer riscos de propagação de doenças. Do manancial às torneiras, a água passa por uma série de
etapas que constituem tratamento adequado para torná-la própria ao uso.
Uma das últimas etapas pela qual a água é submetida é a desinfecção. Essa etapa consiste em
eliminar agentes patológicos da água para evitar a veiculação das chamadas doenças hídricas, como, por
exemplo, gastroenterite, cólera, giardíase, entre outras.
Para a desinfecção, utiliza-se um produto químico com ação oxidante. Os mais comuns são o gás
cloro (Cl2) e o ozônio (O3).
Analisando as equações químicas e seus respectivos potenciais padrões de redução, assinale a
alternativa verdadeira.
( a ) O ozônio possui maior potencial de redução, logo ele é agente redutor com poder de desinfecção maior
que do cloro.
( b ) A diferença entre os potenciais padrões de redução não é suficiente para afirmar qual dos dois é o
melhor desinfetante.
( c ) O ozônio possui maior potencial de redução, logo ele será um melhor agente oxidante que o cloro, tendo
um melhor poder de desinfecção.
( d ) O cloro apresenta menor potencial de redução, logo é uma agente oxidante melhor que o ozônio.