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IME20241a faseQuestao 34QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoMediaUm drone submarino estava navegando a 90 m de profundidade e a uma pressão de 10 atm, quando o casco sofreu uma avaria. Para trazê-lo à superfície, foi acionado um dispositivo de emergência, que produz hidrogênio por uma célula eletroquímica contendo 2 L de solução aquosa de H₂SO₄ com concentração 2 mol/L. A eletrólise foi encerrada quando o drone atingiu a superfície. Nesse momento, o restante da solução aquosa de H₂SO₄ foi analisado nas CNTP, tendo sido verificado que sua concentração era de 8 mol/L. A única alternativa correta é:
- A)A uma pressão de 10 atm, o catodo passou a agir como anodo e o anodo como catodo.
- B)A estrutura interna do drone sofreu avarias, porque o H₂SO₄ decomposto no anodo gerou vapores corrosivos.
- C)O volume de H₂O consumido foi de 1,5 L.
- D)A massa de H₂SO₄ restante foi de 49 g.
- E)O volume da solução aquosa de H₂SO₄ reduziu para 75% do seu valor inicial.
IME20241a faseQuestao 37QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoDificilUma alíquota de 100 mL de uma solução que contém íons Cr²⁺ e Cr³⁺ foi titulada com 200 mL de KMnO₄ com concentração 0,01 mol/L (em ácido sulfúrico diluído), tendo sido todos os íons Cr²⁺ oxidados a íons Cr³⁺. Em seguida, outra alíquota de 100 mL da solução original foi tratada com Fe metálico para converter todos os íons Cr³⁺ em íons Cr²⁺. A solução obtida consumiu 300 mL da mesma solução de KMnO₄ para a oxidação de todos os íons a Cr³⁺.
A equação iônica simplificada é: KMnO₄ + 5Cr²⁺ → Mn²⁺ + 5Cr³⁺ + 4H₂O + K⁺
As concentrações molares de Cr²⁺ e de Cr³⁺ na solução original são:
- A)[Cr²⁺] = 0,05 mol/L e [Cr³⁺] = 0,1 mol/L.
- B)[Cr²⁺] = 0,1 mol/L e [Cr³⁺] = 0,05 mol/L.
- C)[Cr²⁺] = 0,004 mol/L e [Cr³⁺] = 0,002 mol/L.
- D)[Cr²⁺] = 0,1 mol/L e [Cr³⁺] = 0,15 mol/L.
- E)Não é possível calcular as concentrações sem conhecer a razão entre elas na solução original.
IME20231a faseQuestao 31QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoDificilEm uma célula voltaica a energia de Gibbs padrão de reação é determinada pela expressão: ΔGr∘=−nFEcel∘, em que n é um número adimensional que representa a quantidade de mols de elétrons transferidos nas semirreações de oxidação e de redução combinadas, F é a constante de Faraday e Ecel∘ é o potencial-padrão da célula.
Considere F = 96500 C/mol e os potenciais-padrão de redução do ferro e do alumínio, a 298 K, indicados abaixo.
Fe²⁺(aq) + 2 e⁻ → Fe(s) | E° = −0,44 V
Al³⁺(aq) + 3 e⁻ → Al(s) | E° = −1,66 V
Para uma célula voltaica formada pelo contato de dois metais quando uma peça de ferro é fixada com parafusos de alumínio, a 298 K, avalie as asserções a seguir.
I. O valor numérico de n é 5.
II. Com o passar do tempo, a peça fixada irá cair devido à corrosão do ferro.
III. Com o passar do tempo, a peça fixada irá cair devido à corrosão do alumínio.
IV. A energia de Gibbs padrão de reação da célula é igual a −706 kJ/mol.
V. Na célula voltaica formada, a oxidação do ferro é um processo espontâneo.
Assinale a opção que apresenta APENAS as afirmativas verdadeiras.
- A)I, II e V.
- B)I e III.
- C)II e III.
- D)III e IV.
- E)II, IV e V.
IME20221a faseQuestao 38QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoMuito dificilConsidere a célula eletroquímica abaixo:
Pt(s) | H₂(g) | HCl(aq) ‖ Hg₂Cl₂(s) | Hg(l)
Admita, ainda, a reação a seguir:
Hg₂Cl₂(s) + H₂(g) → 2Hg(l) + 2HCl(aq)
O potencial-padrão da célula acima a 294,5 K é +0,2678 V e a 302,5 K é +0,2638 V. Considere que tanto a entalpia quanto a entropia de reação mudam muito pouco para variações de temperatura não muito amplas. A constante de Faraday é 96500 C·mol⁻¹. A entropia-padrão da reação acima, a 298,15 K, em J·(K·mol)⁻¹, será aproximadamente:
- A)−2,60
- B)−48,20
- C)−12,90
- D)−96,50
- E)−87,90
IME20181a faseQuestao 33QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoMediaConsidere que a reação abaixo ocorra em uma pilha:
2 Fe³⁺ + Cu → Cu²⁺ + 2 Fe²⁺
Assinale a alternativa que indica o valor correto do potencial padrão dessa pilha.
Dados: Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺ E° = −0,77 V; Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu E° = +0,34 V.
- A)+1,20 V
- B)−0,43 V
- C)+1,88 V
- D)−1,20 V
- E)+0,43 V
IME20171a faseQuestao 36QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoMediaUma empresa de galvanoplastia produz peças especiais recobertas com zinco. Sabendo que cada peça recebe 7 g de Zn, que é utilizada uma corrente elétrica de 0,7 A e que a massa molar do zinco é igual a 65 g/mol, qual o tempo necessário para o recobrimento dessa peça especial?
(Constante de Faraday: 1 F = 96500 C·mol⁻¹)
- A)4 h e 45 min.
- B)6 h e 30 min.
- C)8 h e 15 min.
- D)10 h e 30 min.
- E)12 h e 45 min.
IME20141a faseQuestao 39QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoDificilRealiza-se a eletrólise de uma solução aquosa diluída de ácido sulfúrico com eletrodos inertes durante 10 minutos. Determine a corrente elétrica média aplicada, sabendo-se que foram produzidos no catodo 300 mL de hidrogênio, coletados a uma pressão total de 0,54 atm sobre a água, à temperatura de 300 K.
Considere:
• Pressão de vapor da água a 300 K = 0,060 atm;
• Constante de Faraday: 1 F = 96500 C·mol⁻¹;
• Constante universal dos gases perfeitos: R = 0,08 atm·L·K⁻¹·mol⁻¹.
- A)2,20 A
- B)1,93 A
- C)1,08 A
- D)0,97 A
- E)0,48 A
IME20091a faseQuestao 32QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoFacilNo processo de refino eletrolítico do cobre utilizam-se eletrodos deste metal e solução aquosa de sulfato de cobre (II). Neste processo é correto afirmar que
- A)no cátodo obtém-se cobre impuro e ocorre liberação de oxigênio.
- B)no ânodo obtém-se cobre puro e ocorre a liberação de hidrogênio.
- C)o cobre é depositado no ânodo e dissolvido no cátodo.
- D)o cobre é dissolvido no ânodo e depositado no cátodo.
- E)ocorre apenas liberação de hidrogênio e oxigênio.
IME20071a faseQuestao 36QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoMediaDada a reação Cu + 2HCl → CuCl₂ + H₂, assinale a afirmativa correta sabendo-se que os potenciais-padrão de redução do cobre e do hidrogênio são respectivamente 0,34 V e 0,00 V.
- A)A reação produz corrente elétrica.
- B)A reação não ocorre espontaneamente.
- C)A reação ocorre nas pilhas de Daniell.
- D)O cobre é o agente oxidante.
- E)O hidrogênio sofre oxidação.