Lista de exercícios 1 - Nox e reações de oxirredução.

Departamento de Educação – Química
Físico – Química II – Nox e reações de oxirredução
Prof. Ms. Ricardo Honda
Lista de exercícios 1
Nox e reações de oxirredução
1. Indique o número de oxidação do cloro nos seguintes
compostos:
a) Cl2
b) HCl
c) ClOd) HClO2
e) HClO4
8. A hidrazina (N2H4) e o tetróxido de dinitrogênio (N2O4)
formam uma mistura autoignitora que tem sido utilizada em
propulsores de foguetes. Os produtos da reação são
nitrogênio (N2) e água (H2O). Forneça a equação química
balanceada para essa reação e indique qual é o agente
2. Qual o número de oxidação do elemento químico redutor.
nitrogênio das seguintes espécies químicas?
9. A pólvora é o explosivo mais antigo conhecido pela
a) N2
b) N3c) NO3humanidade. Consiste na mistura de nitrato de potássio,
d) N2O5
e) NH4OH
enxofre e carvão. Na explosão, ocorre uma reação de
oxirredução, formando-se sulfato de potássio, dióxido de
3. O enxofre é um sólido amarelo encontrado livre na carbono e nitrogênio molecular. Nessa transformação, o
natureza, em regiões nas quais ocorreram fenômenos elemento que sofre maior variação de número de oxidação é
vulcânicos. Suas variedades alotrópicas são: (α) rômbico e o:
(β) monoclínico.
O enxofre participa da constituição de várias substâncias e a) carbono.
b) enxofre.
c) nitrogênio.
íons, tais como: S8, H2S, SO2, H2SO3, SO3, H2SO4, SO42–, d) oxigênio.
e) potássio.
Na2S2O3 e Al2(SO4)3. Determine o Nox do enxofre em cada
10. A bateria de níquel-cádmio (pilha seca), usada
uma dessas espécies químicas.
rotineiramente em dispositivos eletrônicos, apresenta a
4. O nitrogênio pode existir na natureza em vários estados seguinte reação de oxirredução:
de oxidação. Em sistemas aquáticos, os compostos que
Cd + NiO2 + 2 H2O → Cd(OH)2 + Ni(OH)2
predominam e que são importantes para a qualidade da O agente oxidante e o agente redutor dessa reação,
água apresentam o nitrogênio com números de oxidação -3, respectivamente, são:
0, +3 ou +5. Assinale a alternativa que apresenta as
espécies contendo nitrogênio com os respectivos números a) H2O e Cd(OH)2.
d) Cd e Cd(OH)2.
de oxidação, na ordem descrita no texto.
b) NiO2 e Cd(OH)2.
e) NiO2 e Ni(OH)2.
c) NiO2 e Cd.
a) NH3, N2, NO2-, NO3-.
d) NO2-, NH3, N2, NO3-.
11. Dada a equação não-balanceada:
b) NO2-, NO3-, NH3, N2.
e) NH3, N2, NO3-, NO2-.
c) NO3 , NH3, N2, NO2 .
MnO4- + H+ + C2O42- → Mn2+ + CO2 + H2O
5. O nitrogênio tem a característica de formar com o oxigênio
diferentes óxidos: N2O, o “gás do riso”; NO, incolor, e NO2,
castanho, produtos dos processos de combustão; N2O3 e
N2O5, instáveis e explosivos. Este último reage com a água
produzindo ácido nítrico, conforme a equação:
N2O5 (g) + H2O (l) → 2 HNO3 (aq)
Dentre os óxidos descritos no texto, aquele no qual o
nitrogênio apresenta maior número de oxidação é o:
a) NO.
d) N2O3.
b) NO2.
e) N2O5.
a) Qual elemento se oxida?
b) Qual elemento se reduz?
c) Qual é o agente oxidante?
d) Qual é o agente redutor?
12. Dada a equação não-balanceada:
CrO42- + I- + H+ → Cr3+ + I2 + H2O
a) Qual elemento se oxida?
b) Qual elemento se reduz?
c) Qual é o agente oxidante?
d) Qual é o agente redutor?
c) N2O.
6. A decomposição térmica do PbCl4 ocorre de acordo com a
equação:
PbCl4 → PbCl2 + Cl2
As substâncias PbCl4 e PbCl2 podem ser caracterizadas
conforme a tabela:
Nº de oxidação Nº de oxidação
Substância
do Pb
do Cl
PbCl4
X
-1
PbCl2
+2
Y
Indique os valores de X e Y da tabela.
13. A reação química que ocorre nas baterias de níquelcádmio é representada pela equação:
Cd (s) + NiO2 (s) + 2 H2O (l) → Cd(OH)2 (s) + Ni(OH)2 (s)
É correto afirmar que, nessa reação,
a) todas as espécies que participam do processo de
oxirredução sofrem variação do número de oxidação.
b) na transformação de óxido para hidróxido de níquel,
ocorre oxidação do níquel.
7. Nas latinhas de refrigerantes, o elemento alumínio c) o cádmio sofre oxidação.
(número atômico 13) está presente na forma metálica e, na d) o óxido de níquel atua como agente redutor.
pedra-ume, está presente na forma de cátions trivalentes. e) a água atua como agente oxidante.
Determine o Nox do alumínio nas latinhas e na pedra-ume.
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14. Certo produto utilizado para remover manchas de
ferrugem de roupas é constituído por uma solução aquosa
de ácido oxálico, H2C2O4. A concentração de ácido oxálico
nessa solução pode ser determinada pela reação
representada por:
2 KMnO4 (aq) + 3 H2SO4 (aq) + 5 H2C2O4 (aq) → K2SO4 (aq)
+ 2 MnSO4 (aq) + 10 CO2 (g) + 8 H2O (l)
Na reação representada, o número de oxidação do
manganês varia de:
a) +1 para -2.
d) +7 para +2.
b) -1 para +2.
e) -7 para -2.
20. O peróxido de sódio (Na2O2) pode ser usado como
agente alvejante de artigos de lã, de seda e de algodão e em
sínteses químicas. Ele reage com o monóxido de carbono,
para formar o carbonato de sódio, e com o dióxido de
carbono, para formar o carbonato de sódio e o oxigênio,
conforme as equações abaixo.
1ª) Na2O2 + CO → Na2CO3
2ª) Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + ½ O2
a) Qual o número de oxidação do oxigênio no peróxido de
sódio e o do carbono no gás carbônico?
b) Indique o agente redutor e o agente oxidante na primeira
equação.
c) +4 para +2.
15. O filme “Erin Brockowich” é baseado num fato, em que o
emprego de crômio hexavalente (crômio com Nox = +6)
numa usina termoelétrica provocou um número elevado de
casos de câncer entre os habitantes de uma cidade vizinha.
Com base somente nessa informação, dentre os compostos
de fórmulas Cr(OH)3, CrO3, Cr2O3, K2CrO4 e K2Cr2O7, quais
seriam potencialmente cancerígenos? Justifique sua
resposta.
21. O alumínio, pela ação do ácido clorídrico em solução
aquosa, sofre corrosão, a qual pode ser representada pela
equação: Al (s) + 2 H+ (aq) → Al3+ (aq) + H2 (g).
a) Explique por que apesar de o número de átomos dos
elementos serem iguais nos reagentes e produtos, a
equação não está corretamente balanceada.
b) Indique quem são os agentes oxidante e redutor.
16. O ferro não é encontrado puro na natureza, mas na
forma de minérios. No Brasil existem grandes jazidas de
minério de ferro de ótima qualidade. Uma das reações de
obtenção do ferro gusa (que possui 2% a 5% de carbono)
pode ser representada abaixo:
Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2
22. O titânio pode ser encontrado no mineral ilmenita,
FeTiO3. O metal ferro e o óxido de titânio (IV) sólido podem
ser obtidos desse mineral, a partir de sua reação com
monóxido de carbono. Tal reação forma, além dos produtos
indicados, um composto gasoso.
a) Por que essa reação é de oxirredução?
a) Escreva a equação química balanceada da reação da
b) Determine o Nox de todas as substâncias envolvidas.
ilmenita com monóxido de carbono, formando os três
c) Qual elemento sofreu oxidação e qual sofreu redução?
produtos citados.
d) Qual é o agente oxidante e qual é o agente redutor?
b) Um outro método de processamento do mineral consiste
e) Explique sucintamente o porquê do termo “agente” em em fazer a ilmenita reagir com cloro e carvão,
agente oxidante e agente redutor.
simultaneamente, produzindo cloreto de titânio (IV), cloreto
de ferro (III) e monóxido de carbono. Considere que, na
17. Na produção de combustível nuclear, o trióxido de urânio ilmenita, o número de oxidação do ferro é +2. Preencha a
é transformado no hexafluoreto de urânio, como tabela abaixo indicando, para a reação descrita neste item,
representado pelas equações químicas:
todos os elementos que sofrem oxidação ou redução e
I. UO3 (s) + H2 (g) → UO2 (s) + H2O (g)
também a correspondente variação do número de oxidação.
II. UO2 (s) + 4 HF (g) → UF4 (s) + 2 H2O (g)
III. UF4 (s) + F2 (g) → UF6 (g)
Elementos Variação do número de oxidação
Em qual(is) dessa(s) transformação(ões) ocorre(m) reação Sofre
de oxirredução? Justifique.
oxidação
Sofre
18. Os gases presentes em maior concentração na redução
atmosfera (N2 e O2) não reagem entre si nas condições de c) Que massa de ferro pode ser obtida, no máximo, a partir
pressão e temperatura como as reinantes nesta sala. Nas de 103 mols de ilmenita? Mostre os cálculos. (Dadas as
tempestades, em consequência dos raios, há reação dessas massas molares em g/mol: O = 16; Ti = 48; Fe = 56).
duas substâncias entre si, produzindo óxidos de nitrogênio,
principalmente NO (g) e NO2 (g). Escreva a equação de Gabarito: 1. a) 0; b) -1; c) +1; d) +3; e) +7; 2. a) 0; b) -3; c) +5; d) +5; e) -3; 3.
formação, em consequência dos raios, de um dos óxidos 0; -2; +4; +4; +6; +6; +6; +2; +6; 4. A; 5. E; 6. X = 4; Y = -1; 7. Latinhas: 0;
Pedra-ume: +3; 8. 2 N2H4 + N2O4 → 3 N2 + 4 H2O; Agente redutor: N2H4; 9.
mencionados acima, indicando qual é o agente redutor.
B; 10. C; 11. a) C; b) Mn; c) MnO -; d) C O 2-; 12. a) I; b) Cr; c) CrO 2-; d) I-;
4
2
4
4
13. C; 14. D; 15. CrO3, K2CrO4 e K2Cr2O7; 16. a) Porque houve transferência
de elétrons e, assim, um elemento oxidou e outro reduziu; b) +3; -2; +2; -2; 0;
+4; -2; c) C oxidou e Fe reduziu; d) Agente oxidante: Fe2O3; Agente redutor:
CO; e) Agente oxidante “auxilia” na oxidação do outro elemento e agente
redutor “auxilia” na redução do outro elemento; 17. I e III; 18. N2 + O2 → 2 NO
ou N2 + 2 O2 → 2 NO2 (em ambos os casos o agente redutor é o N2); 19.
Sim, pois neste caso o cloro sofreu redução e o magnésio sofreu oxidação;
20. a) -1 e +4, respectivamente; b) Agente redutor: CO; Agente oxidante:
Na2O2; 21. a) Apesar do número de átomos de cada elemento ser igual nos
reagentes e produtos, as cargas totais deles não são iguais (carga total dos
reagentes: +2 e carga total dos produtos: +3); b) Agente oxidante: H +; Agente
redutor: Al; 22. a) FeTiO3 + CO → Fe + TiO2 + CO2; b) Sofrem oxidação: Fe
(+2 → +3) e C (0 → +2); Sofre redução: Cl (0 → -1); c) 56 kg.
19. Também para mostrar suas habilidades químicas, Rango
colocou sobre o balcão uma folha de papel que exalava um
cheiro de ovo podre e que fazia recuar os “mais fracos de
estômago”. Sobre essa folha via-se um pó branco misturado
com limalhas de um metal de cor prateada. Após algumas
palavras mágicas de Rango, ouviu-se uma pequena
explosão acompanhada de uma fumaça branca pairando no
ar. Sabendo-se que naquela mistura maluca e mal cheirosa,
uma das reações ocorreu entre o clorato de potássio (KClO3)
e raspas de magnésio metálico (Mg), e que o pó branco
formado era cloreto de potássio (KCl) misturado a óxido de
magnésio (MgO), teria havido ali uma reação com
transferência de elétrons? Justifique.
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