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ITA20261a faseQuestao 29QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoDificilConsidere uma célula galvânica constituída de um béquer, contendo uma solução S aerada, na qual estão imersas duas barras metálicas, uma de ferro e outra de cobre. As barras são conectadas externamente por um condutor metálico.
Sobre essa célula galvânica, são feitas as seguintes afirmações:
I. Quando S é uma solução aquosa a 1 mol·L⁻¹ em NaCl, o meio torna-se mais básico.
II. Quando S é uma solução aquosa a 1 mol·L⁻¹ em CuSO₄, a massa da barra de cobre aumenta.
III. Quando S é uma solução aquosa a 1 mol·L⁻¹ em HCl, há formação de bolhas de gás sobre a barra de cobre.
IV. Quando S é uma solução aquosa a 1 mol·L⁻¹ em HNO₃, a massa da barra de cobre diminui.
Dados de potenciais padrão de eletrodo eventualmente necessários:
Semirreac¸a˜oNa++e−⇌Na2H2O+2e−⇌H2+2OH−Fe2++2e−⇌Fe2H++2e−⇌H2Cu2++2e−⇌CuO2+2H2O+4e−⇌4OH−NO3−+2H++e−⇌NO2+H2OO2+4H++4e−⇌2H2OCl2+2e−⇌2Cl−E∘ (V)−2,71−0,83−0,4400,340,400,801,231,36
Com base nas informações do enunciado, está(ão) CORRETA(S) apenas:
- A)I.
- B)I, II e IV.
- C)II e III.
- D)III e IV.
- E)todas.
ITA20251a faseQuestao 29QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoDificilPara quantificar o ácido ascórbico (C₆H₈O₆) em uma amostra de alimento, foram adicionados 100 mL de uma solução aquosa 0,005 mol·L⁻¹ em I₂. Após a reação completa do ácido ascórbico, o I₂ remanescente foi titulado com uma solução aquosa 0,005 mol·L⁻¹ em Na₂S₂O₃, sendo utilizados 20 mL dessa solução até o ponto de equivalência.
C₆H₈O₆(aq) + I₂(aq) → 2 H⁺(aq) + 2 I⁻(aq) + C₆H₆O₆(aq)
I₂(aq) + 2 S₂O₃²⁻(aq) → 2 I⁻(aq) + S₄O₆²⁻(aq)
Considere as seguintes afirmações sobre a reação:
I. Entre o I₂ e o ácido ascórbico, há uma reação de oxirredução, em que o ácido ascórbico age como agente redutor, e o I₂, como agente oxidante.
II. A quantidade de ácido ascórbico presente na amostra é de aproximadamente 0,08 g.
III. Após a titulação de neutralização do ácido ascórbico (pKa₁ = 4,17) com I₂, no ponto de equivalência, o pH da solução resultante é maior que 7,0.
IV. O I₂ pode ser substituído por Br₂ como titulante no processo de quantificação do ácido ascórbico por titulação.
Com base nas afirmações acima, estão CORRETAS
- A)apenas I e II.
- B)apenas I, II e IV.
- C)apenas I e III.
- D)apenas III e IV.
- E)todas.
ITA20251a faseQuestao 35QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoDificilAssinale a opção que contém o valor ERRADO do número de oxidação de átomos de carbono em diferentes compostos.
- A)−4 no metano.
- B)+4 no dióxido de carbono.
- C)+3 no carbono do grupo nitrila na propanonitrila.
- D)+2 no carbono do grupo cetona na propanona.
- E)+3 no ácido metanoico.
ITA20241a faseQuestao 55QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoDificilConsidere as seguintes afirmações relacionadas à ocorrência ou não de reações químicas em condições ambientes.
I. Ao borbulhar gás cloro em uma solução aquosa de iodeto de sódio, haverá a formação de um sólido.
II. Ao borbulhar gás cloro em uma solução aquosa e incolor de brometo de sódio, a solução se tornará ligeiramente marrom.
III. Ao adicionar uma solução aquosa de iodeto de sódio a uma solução aquosa de cloreto de potássio, haverá a formação de um gás.
IV. Ao adicionar bromo líquido a uma solução aquosa de fluoreto de sódio, haverá formação de um gás.
V. Ao adicionar bromo líquido a uma solução aquosa de iodeto de sódio, haverá formação de um sólido.
Das afirmações acima, estão CORRETAS
- A)apenas I, II e V.
- B)apenas I e IV.
- C)apenas II e III.
- D)apenas II, III e V.
- E)apenas III e IV.
ITA20241a faseQuestao 59QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoDificilConsidere as afirmações relacionadas a células eletroquímicas.
I. O potencial padrão de uma célula eletroquímica é diretamente proporcional à variação de energia livre de Gibbs padrão da reação envolvida e inversamente proporcional à sua constante de equilíbrio.
II. Dado que os valores de potencial padrão do eletrodo de cobre e do calomelano saturado em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio são, respectivamente, 0,34 V e 0,24 V, o potencial do eletrodo de cobre em relação ao eletrodo de calomelano saturado será 0,10 V.
III. Os potenciais padrão de eletrodo não são valores absolutos de semicélulas, mas sim diferenças de potencial entre semicélulas.
IV. O catodo de uma célula galvânica torna-se o anodo quando essa célula passa a operar como célula eletrolítica, embora a redução sempre ocorra no catodo da célula e a oxidação sempre ocorra no anodo.
Assinale a opção que contém as afirmações CORRETAS.
- A)Apenas I e II.
- B)Apenas I, II e IV.
- C)Apenas I e III.
- D)Apenas II, III e IV.
- E)Apenas III e IV.
ITA20211a faseQuestao 57QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoMuito dificilSejam dadas as reações no equilíbrio envolvidas nos processos de carga e descarga de uma bateria chumbo-ácido e seus respectivos potenciais padrão de eletrodo versus EPH (E°) ou constantes de dissociação ácidas (Ka), todos a 25 °C.
Semirreações principais — E° (V):
i. PbSO₄(s) + 2e⁻ ⇌ Pb(s) + SO₄²⁻(aq) −0,36
ii. PbSO₄(s) + H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ Pb(s) + HSO₄⁻(aq) −0,30
iii. PbO₂(s) + HSO₄⁻(aq) + 3H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ PbSO₄(s) + 2H₂O(ℓ) 1,63
iv. PbO₂(s) + SO₄²⁻(aq) + 4H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ PbSO₄(s) + 2H₂O(ℓ) 1,69
Semirreações secundárias — E° (V):
v. 2H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ H₂(g) 0,00
vi. O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻ ⇌ 2H₂O(ℓ) 1,23
Reações de equilíbrio ácido-base — Ka:
vii. H₂SO₄(aq) ⇌ H⁺(aq) + HSO₄⁻(aq) grande
viii. HSO₄⁻(aq) ⇌ H⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) 1×10⁻²
Sabe-se que a bateria converte Pb e PbO₂ em PbSO₄ na descarga e que, em condições normais, o pH da solução eletrolítica é menor que 1. A respeito dessa bateria, foram feitas as seguintes afirmações:
I. Em condições normais, durante a descarga, a semirreação principal que ocorre no ânodo é a i e, no cátodo, é a iv.
II. Em condições normais, o potencial da bateria no equilíbrio pode ser representado por E = 1,93 − 0,06·pH + 0,06·log[HSO₄⁻].
III. Em condições padrão, a eletrólise da água sempre acontece.
IV. Em pH ∼ 2, os potenciais das semirreações secundárias igualam-se aos potenciais das semirreações principais do ânodo e do cátodo, respectivamente, portanto a eletrólise da água não ocorre quando o eletrólito tem pH > 2.
Considerando apenas argumentos baseados no equilíbrio termodinâmico a 25 °C, está(ão) ERRADA(S) apenas a(s) afirmação(ões)
- A)I.
- B)I e IV.
- C)II.
- D)II e III.
- E)III e IV.
ITA20211a faseQuestao 66QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoDificilNuma titulação de oxirredução, 50,00 mL de uma solução ácida de Fe(NO₃)₂ a 0,38 mol·L⁻¹ foi titulada com uma solução padronizada de permanganato de potássio a 4,2×10⁻² mol·L⁻¹, até que a solução resultante adquirisse leve coloração rósea. Sobre esta titulação, são feitas as seguintes afirmações:
(1) O volume da solução de permanganato de potássio gasto na titulação foi de 100 mL.
(2) O menor coeficiente estequiométrico inteiro para Fe²⁺ na reação redox balanceada é 7.
(3) No ponto final, o volume total da solução será de 120 mL.
(4) Um precipitado sólido de cor esverdeada será observado como produto dessa reação.
(5) O número total de elétrons envolvidos na reação redox é 22 milimols.
(6) A razão entre os volumes do titulante e do titulado no ponto final é 2,1.
A soma dos números associados às afirmações CORRETAS é igual a
- A)0.
- B)1.
- C)3.
- D)6.
- E)11.
ITA20211a faseQuestao 67QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoMediaAssinale a opção que apresenta a afirmação ERRADA sobre processos de oxidação e redução.
- A)Certas pilhas apresentam ânodo e cátodo constituídos de materiais metálicos de mesma natureza.
- B)Processos corrosivos são benéficos em muitas aplicações, como na oxidação de peças metálicas, com formação de película protetora.
- C)Uma forma de diminuir a velocidade da corrosão eletroquímica é diminuir a velocidade da reação catódica associada ao processo de corrosão.
- D)Na proteção catódica, a estrutura a ser protegida torna-se o cátodo de uma célula eletroquímica, não sendo necessária a utilização de uma fonte externa de corrente elétrica contínua caso a proteção ocorra com o uso de ânodo de sacrifício.
- E)Os valores de potenciais padrão de eletrodo indicam maior ou menor tendência termodinâmica para o processo de corrosão, além de fornecerem informações sobre a velocidade da reação.
ITA20201a faseQuestao 57QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoMuito dificilConsidere uma bateria de fluxo de hidrogênio gasoso (H₂) e bromo líquido (Br₂) operando nas condições padrão. Durante a descarga, a bateria converte H₂ e Br₂ em ácido bromídrico (HBr). As reações de meia célula e os respectivos potenciais-padrão de eletrodo, a 298 K, são:
Ânodo: H₂ → 2H⁺ + 2e⁻ (E° = 0 V)
Cátodo: Br₂ + 2e⁻ → 2Br⁻ (E° = 1,087 V)
A dissociação da água pode ser observada pelo efeito da semirreação O₂ + 4e⁻ + 4H⁺ → 2H₂O (E° = 1,229 V). A formação de complexos iônicos de polibrometo ocorre segundo Br₂ + Br⁻ ⇌ Br₃⁻ (K₃ = 16,7) e 2Br₂ + Br⁻ ⇌ Br₅⁻ (K₅ = 37,7). Sejam feitas as seguintes afirmações a respeito dessa bateria:
I. O potencial da célula pode ser aproximado pela equação E_cátodo − E_ânodo = 1,087 + 0,06·pH.
II. O subproduto (água) é termodinamicamente estável somente a pH < 2,4.
III. Recarregar a bateria com um potencial catódico inferior a 1,229 V garante a estabilidade do solvente.
IV. Durante a descarga, a concentração de HBr aumenta e podem formar complexos iônicos de Br₃⁻ e Br₅⁻.
Das afirmações acima, estão CORRETAS
- A)apenas I e IV.
- B)apenas I e III.
- C)apenas II e IV.
- D)apenas III e IV.
- E)todas.
ITA20201a faseQuestao 60QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoMuito dificilAnuladaO tiocianato de cobre é um condutor sólido do tipo p com aplicações optoeletrônicas e fotovoltaicas, como células solares. O CuSCN reage com o iodato de potássio na presença de ácido clorídrico para formar sulfato de cobre, ácido cianídrico, cloreto de potássio e monocloreto de iodo. O valor da soma dos menores coeficientes estequiométricos inteiros da reação líquida é igual a
- A)32.
- B)36.
- C)49.
- D)50.
- E)54.
ITA20191a faseQuestao 53QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoMediaConsidere uma pequena chapa de aço revestido com zinco (aço galvanizado) mergulhada em uma solução azul de sulfato de cobre nas condições padrão e a 25 °C. Após determinado intervalo de tempo, observa-se que a solução fica verde. Com base nessas observações e desconsiderando a presença de espécies interferentes, é ERRADO afirmar que
- A)o aço foi corroído.
- B)o íon cobre atuou como agente oxidante preferencialmente ao oxigênio atmosférico.
- C)o zinco foi parcialmente oxidado.
- D)o zinco foi oxidado preferencialmente ao ferro.
- E)a função do zinco no aço galvanizado é oferecer proteção catódica.
ITA20181a faseQuestao 18QuímicaEletroquímica e oxirreduçãoDificilConsidere as seguintes semirreações de oxirredução e seus respectivos potenciais padrão na escala do eletrodo padrão de hidrogênio (EPH):
I. 2CO₂ + 12H⁺ + 12e⁻ ⇌ C₂H₅OH + 3H₂O, E°₁ = 0,085 V
II. O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ ⇌ 2H₂O, E°₂ = 1,229 V
Assinale a opção que apresenta a afirmação ERRADA sobre uma célula eletroquímica em que a semirreação I ocorre no ânodo e a semirreação II, no cátodo.
- A)A reação global é exotérmica.
- B)Trata-se de uma célula a combustível.
- C)O potencial padrão da célula é de 1,144 V.
- D)O trabalho máximo que pode ser obtido é, em módulo, de 4,171 kJ por mol de etanol.
- E)A célula converte energia livre da reação de combustão do etanol em trabalho elétrico.