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Enem: lista de exercícios sobre eletrólise

Exercícios de Química

Nesta lista de exercícios, você testará o que aprendeu sobre eletrólise, processo físico-químico que sempre é abordado na prova de Química do Enem. Publicado por: Murilo Xoven
questão 1

(Enem 2017 — adaptada) A eletrólise é um processo não espontâneo de grande importância para a indústria química. Uma de suas aplicações é a obtenção do gás cloro e do hidróxido de sódio, a partir de uma solução aquosa de cloreto de sódio. Nesse procedimento, utiliza-se uma célula eletroquímica, como ilustrado.

Célula eletroquímica

No processo eletrolítico ilustrado, tem-se a seguinte reação global:

questão 2

(Enem 2017) A eletrólise é um processo não espontâneo de grande importância para a indústria química. Uma de suas aplicações é a obtenção do gás cloro e do hidróxido de sódio, a partir de uma solução aquosa de cloreto de sódio. Nesse procedimento, utiliza-se uma célula eletroquímica, como ilustrado.

Célula eletroquímica

No processo eletrolítico ilustrado, o produto secundário obtido é o

a) vapor de água.   

b) oxigênio molecular.    

c) hipoclorito de sódio.    

d) hidrogênio molecular.    

e) cloreto de hidrogênio.    

questão 3

(Enem 2013) Eu também podia decompor a água, se fosse salgada ou acidulada, usando a pilha de Daniell como fonte de força. Lembro o prazer extraordinário que sentia ao decompor um pouco de água em uma taça para ovos quentes, vendo-a separar-se em seus elementos, o oxigênio em um eletrodo, o hidrogênio no outro. A eletricidade de uma pilha de 1 volt parecia tão fraca, e, no entanto podia ser suficiente para desfazer um composto químico, a água…

SACKS, O. Tio Tungstênio: memórias de uma infância química. São Paulo: Cia. das Letras, 2002.

O fragmento do romance de Oliver Sacks relata a separação dos elementos que compõem a água. O princípio do método apresentado é utilizado industrialmente na

a) obtenção de ouro a partir de pepitas.   

b) obtenção de calcário a partir de rochas.   

c) obtenção de alumínio a partir da bauxita.   

d) obtenção de ferro a partir de seus óxidos.   

e) obtenção de amônia a partir de hidrogênio e nitrogênio.   

questão 4

(Enem 2010) A eletrólise é muito empregada na indústria com o objetivo de reaproveitar parte dos metais sucateados. O cobre, por exemplo, é um dos metais com maior rendimento no processo de eletrólise, com uma recuperação de aproximadamente 99,9%. Por ser um metal de alto valor comercial e de múltiplas aplicações, sua recuperação torna-se viável economicamente.

Suponha que, em um processo de recuperação de cobre puro, tenha-se eletrolisado uma solução de sulfato de cobre (II) (CuSO4) durante 3 h, empregando-se uma corrente elétrica de intensidade igual a 10A. A massa de cobre puro recuperada é de aproximadamente

Dados: Constante de Faraday F = 96 500 C/mol; Massa molar em g/mol: Cu = 63,5.

a) 0,02g.   

b) 0,04g.   

c) 2,40g.   

d) 35,5g.   

e) 71,0g.   

questão 5

(Enem Digital 2020) As pilhas recarregáveis, bastante utilizadas atualmente, são formadas por sistemas que atuam como uma célula galvânica, enquanto estão sendo descarregadas, e como célula eletrolítica, quando estão sendo recarregadas.

Uma pilha é formada pelos elementos níquel e cádmio e seu carregador deve fornecer uma diferença de potencial mínima para promover a recarga. Quanto maior a diferença de potencial gerada pelo carregador, maior será o seu custo. Considere os valores de potencial padrão de redução dessas espécies:

Ni2+ (aq) + 2 e ⇌ (s)            E° = −0,230 V

Cd2+ (aq) + 2 e ⇌ Cd (s)      E° = −0,402 V

Teoricamente, para que um carregador seja ao mesmo tempo eficiente e tenha o menor preço, a diferença de potencial mínima, em volt, que ele deve superar é de

a) 0,086.

b) 0,172.

c) 0,316.

d) 0,632.

e) 1,264.

questão 6

(Enem PPL 2015) O alumínio é um metal bastante versátil, pois, a partir dele, podem-se confeccionar materiais amplamente utilizados pela sociedade. A obtenção do alumínio ocorre a partir da bauxita, que é purificada e dissolvida em criolita fundida (Na3AF6) e eletrolisada a cerca de 1.000 ºC. Há liberação do gás dióxido de carbono (CO2), formado a partir da reação de um dos produtos da eletrólise com o material presente nos eletrodos. O ânodo é formado por barras de grafita submergidas na mistura fundida. O cátodo é uma caixa de ferro coberta de grafita. A reação global do processo é:

Reação global da obtenção de alumínio a partir da bauxita

Na etapa de obtenção do alumínio líquido, as reações que ocorrem no cátodo e ânodo são:

Alternativas de reações que ocorrem no cátodo e no ânodo na reação de obtenção do alumínio

questão 7

(Enem PPL 2011) A matéria-prima básica para a fabricação de calçados plásticos é a resina de PVC. A seguir é apresentado o fluxograma de fabricação do PVC e sua fórmula química.

Siglas: PVC policloreto de vinila; EDC dicloro etano; MVC monocloreto de vinila

Fluxograma de fabricação do PVC e sua fórmula química

Para a produção do PVC, a obtenção do cloro é proveniente do processo de

a) destilação.   

b) eletrólise.   

c) fusão ígnea.   

d) filtração a vácuo.   

e) precipitação fracionada.   

questão 8

(EsPCEx 2021) Nestes últimos anos, os alunos da EsPCEx têm realizado uma prática no laboratório de química envolvendo eletrólise com eletrodos inertes de grafite. Eles seguem um procedimento experimental conforme a descrição: - Num béquer de capacidade 100 mL (cuba eletrolítica) coloque cerca de 50 ml de solução aquosa de sulfato de zinco (ZnSO4) de concentração 1 mol·L-1. Tome como eletrodos duas barras finas de grafite. Ligue-as com auxílio de fios a uma fonte externa de eletricidade (bateria) com corrente de 2 Ampères. Essa fonte tem capacidade para efetuar perfeitamente esse processo de eletrólise. Uma das barras deve ser ligada ao polo negativo da fonte e a outra barra, ao polo positivo da fonte. Mergulhe os eletrodos na solução durante 32 minutos e 10 segundos e observe.

Considere o arranjo eletrolítico (a  e  conforme visto na figura a seguir:

Arranjo da eletrólise com eletrodos inertes de grafite

Dados: 1 Faraday (F) = 96500 Coubomb (C)/mol de elétrons; Zn = 65,4.

Acerca do experimento e os conceitos químicos envolvidos, são feitas as seguintes afirmativas:

I. Na superfície da barra de grafite ligada como cátodo da eletrólise ocorre a eletrodeposição do zinco metálico.

II. A semirreação de oxidação que ocorre no ânodo da eletrólise é Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e-.

III. Durante o processo a barra de grafite ligada ao polo positivo da bateria se oxida.

IV. No ânodo da eletrólise ocorre uma reação de oxidação da hidroxila com formação do gás oxigênio e água.

V. A massa de zinco metálico obtida no processo de eletrólise será de

Das afirmativas feitas, estão corretas apenas

a) I e IV.   

b) I, III e IV.   

c) I e V.   

d) II e III.   

e) III, IV e V.   

questão 9

(FMP 2020) A galvanostegia é um processo químico que consiste na aplicação, mediante deposição eletrolítica, de revestimentos metálicos aderentes, para modificar as propriedades ou as dimensões da superfície de um metal. Ela pode melhorar o aspecto, a dureza ou a resistência à corrosão e à formação de manchas superficiais.

Nos processos de galvanostegia, o objeto a ser tratado é imerso em uma solução que contenha o metal a ser depositado, sob a forma de íons, sejam simples ou complexos.

Disponívelem:<https://editorarealize.com.br/revistas/conapesc/trabalhos/TRABALHO_EV058_MD1_SA86_ID1941_17052016200759.pdf>. Acesso em: 22 jul. 2019. Adaptado.

Sabe-se que o objeto a ser niquelado é ligado eletricamente ao polo negativo de um gerador com corrente contínua.

Sendo assim, admite-se que a reação que ocorre no cátodo seja representada por

a) Ni+2 → Ni0 +2 e-

b) Ni→ Ni+3 + 3 e-  

c) Ni0 + 2 e- → Ni+2 

d) Ni0 → Ni+2 +2 e- 

e) Ni+2 +2 e- → Ni0

questão 10

(EsPCEx 2020) Neste ano de 2019, foi realizada pelos alunos da EsPCEx uma prática no laboratório de química envolvendo eletrólise com eletrodos ativos conforme a descrição experimental:

- Num béquer de capacidade 100 ml (cuba eletrolítica) coloque cerca de 50 ml de solução aquosa de sulfato de cobre II de concentração 1 mol·L-1 Tome como eletrodos uma barra fina de cobre e um prego de ferro. Ligue-os com auxílio de fios a uma fonte externa de eletricidade com uma corrente contínua de intensidade de 3 Ampères. Essa fonte tem capacidade para efetuar perfeitamente esse processo de eletrólise. O prego deve ser ligado ao polo negativo da fonte e a barra de cobre, ao polo positivo da fonte. Mergulhe os eletrodos na solução durante 16 minutos e 5 segundos e observe.

Considere o arranjo eletrolítico (a 25 °C e 1 atm) e o sal completamente dissociado, conforme visto na figura a seguir:

Dados: 1 Faraday (F) = 96.500 Coulomb (C) /mol de elétrons; Cu = 63,5.

Arranjo de eletrólise com eletrodos ativos

Na discussão apresentada nos relatórios dos diversos grupos de alunos, surgiram as seguintes afirmativas:

I. Na superfície do prego ocorreu a deposição de cobre metálico.

II. Durante o processo a barra de cobre se oxida.

III. A massa de cobre metálico que se depositou na superfície do prego foi de 2,45 g.

IV. A semirreação de redução que ocorre no cátodo é Cu²⁺ + 2 e⁻ Cu°.

V. A reação global é Fe²⁺ + Cu° Fe° + Cu²⁺.

Assinale a alternativa que apresenta todas as afirmativas corretas dentre as listadas acima.

a) I, II e IV.    

b) II, III e V.    

c) I, IV e V.    

d) I, II, III e IV.    

e) I, II e V.   

respostas
Questão 1

Letra B

Eletrólise de uma solução aquosa de NaCl:

Reação global de eletrólise de solução aquosa de NaCl

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Questão 2

Letra D

Eletrólise de uma solução aquosa de NaCl:

Célula eletroquímica

Produto secundário: H2 (g).

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Questão 3

Letra C

O processo abordado no texto refere-se a uma eletrólise (decompor a água caso fosse salgada ou acidulada, usando a pilha de Daniell como fonte de força). O alumínio pode ser obtido industrialmente a partir do minério bauxita por uma eletrólise ígnea, como demonstrado abaixo:

Reação global de obtenção da bauxita por eletrólise ígnea

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Questão 4

  Letra D

Q = i x t ⇒ 10 x 3 x 3600 s = 108000 C

Cu2+  +  2e-  →  Cu

2 x 96500 C — 63,5 g

108000 C — m

m = 35,53 g  

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Questão 5

Letra B

O texto afirma que quanto maior a diferença de potencial gerada pelo carregador, maior será o seu custo. Devemos encontrar a diferença de potencial mínima para que seja feita a recarga da pilha. Portanto, deve ser uma diferença de potencial igual à gerada pela pilha a seguinte:

∆E = Emaior – Emenor

∆Eo = – 0,230 – (– 0,402)

∆Eo = 0,172 V

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Questão 6

Letra A

A partir da análise da equação química fornecida pelo enunciado da questão, temos:

Reações que ocorrem no cátodo e no ânodo na reação de obtenção do alumínio

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Questão 7

Letra B

A produção do PVC necessita de gás cloro, e podemos notar que em uma das etapas iniciais do processo há a confecção de salmoura. Logo após isso, acontece a produção de gás cloro. Pressupomos, então, que ocorre uma eletrólise aquosa do NaCl:

Reação global da produção de PVC

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Questão 8

Letra A

I. Verdadeira. Na barra de grafite ligada como cátodo da eletrólise, ocorre a eletrodeposição do zinco sólido (metálico):

Reação da eletrodeposição de zinco sólido

II. Falsa. A semirreação de oxidação ocorrida no ânodo é:

Semirreação no ânodo em processo de eletrólise

III. Falsa. Durante o processo, a barra de grafite ligada ao polo positivo da bateria não se oxida, pois trata-se de um eletrodo inerte.

IV. Verdadeira. No ânodo da eletrólise, acontece uma reação de oxidação da oxidrila com formação de O2(g) e H2O(l).

Reação global de eletrólise com eletrodos inertes

V. Falsa. A massa de zinco metálico obtida na eletrólise será de 1,3 g.

Cálculo de massa de zinco obtida em eletrólise

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Questão 9

Letra E
No processo de niquelação, a reação que ocorre no cátodo é de redução do Ni+2:

Reação de redução em processo de niquelação

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Questão 10

Letra A

I. Verdadeira. Na superfície do prego, ocorre a deposição de cobre metálico:

Reação de deposição do cobre metálico

II. Verdadeira. Durante o processo, a barra de cobre se oxida (os elétrons vão do ânodo (+) para o cátodo ()).

III. Falsa. A massa de cobre metálico que se depositou na superfície do prego foi de 0,95 g.

Cálculo de massa de cobre metálico que se depositou na superfície do prego

IV. Verdadeira. A semirreação de redução (cátodo) é Cu2+ (aq) +2 e- → Cu0.

V. Falsa. A reação global é:

Reação global de eletrólise com eletrodos ativos

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