Perguntas

Questão: 1

(PUC) Em um sistema eletroquímico de medição de diferença de potencial (estabelecida espontaneamente como numa pilha), um fio de cobre funciona como eletrodo sensível à concentração de íons Cu²⁺, e um fio de prata, recoberto com uma camada de AgCl (s), funciona como eletrodo de referência com potencial constante. As semirreações padrões de redução são as seguintes:

Cu²⁺ (aq) + 2 e⁻ → Cu (s)                              E° = +0,34 V

AgCl (s) + e⁻ → Ag (s) + Cl⁻ (aq)                 E° = +0,20 V

Sobre esse sistema, é correto afirmar que

A) o eletrodo de cobre é o anodo.

B) na reação espontânea, a prata se oxida.

C) o potencial padrão da pilha é + 0,54 V.

D) os elétrons fluem do fio de cobre para o fio de prata recoberto.

Questão: 2

(Enem) O quadro lista alguns dispositivos eletrônicos que estão presentes no dia a dia, bem como a faixa de força eletromotriz necessária ao seu funcionamento.

Considere que uma bateria é construída pela associação em série de três pilhas de lítio-iodo, nas condições-padrão, conforme as semiequações de redução apresentadas.

I₂ + 2 e⁻ → 2 I⁻          E° = +0,54 V

Li⁺ + e⁻ → Li              E° = −3,05 V

Essa bateria é adequada para o funcionamento de qual dispositivo eletrônico?

A) I.

B) II.

C) III.

D) IV.

E) V.

Questão: 3

(Enem digital) 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⁻ ⇌ Ni (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: 4

(Enem) Grupos de pesquisa em todo o mundo vêm buscando soluções inovadoras, visando à produção de dispositivos para a geração de energia elétrica. Dentre eles, pode-se destacar as baterias de zinco-ar, que combinam o oxigênio atmosférico e o metal zinco em um eletrólito aquoso de caráter alcalino. O esquema de funcionamento da bateria zinco-ar está apresentado na figura.

No funcionamento da bateria, a espécie química formada no ânodo é

A) H₂ (g).

B) O₂ (g).

C) H₂O (l).

D) OH⁻ (aq).

E) Zn(OH)₄²⁻ (aq).

Questão: 5

O fabricante de um dispositivo eletroeletrônico sem fio indica, no manual do produto, que o dispositivo deve ter uma voltagem mínima de 1,5 V. Um consumidor que adquiriu o produto decidiu comprar pilhas de níquel-cádmio para o funcionamento dele.

Determine o número mínimo de pilhas, em série, que devem ser utilizadas para o funcionamento do dispositivo eletroeletrônico sem fio.

Dados:

Ni²⁺ (aq) + 2e⁻ → Ni (s)                    E° = −0,25 V

Cd²⁺ (aq) + 2e⁻ → Cd (s)                   E° = −0,40 V

A) 2 pilhas.

B) 4 pilhas.

C) 6 pilhas.

D) 8 pilhas.

E) 10 pilhas.

Questão: 6

Considere as seguintes afirmações relacionadas às células eletroquímicas.

I. Uma pilha transforma energia química em energia elétrica.

II. Os elétrons em uma pilha saem do cátodo e migram para o ânodo.

III. A d.d.p. global da pilha é sempre um valor negativo.

IV. O processo químico em uma pilha é considerado espontâneo.

A opção que apresenta as afirmativas corretas é:

A) I, apenas.

B) I e IV.

C) I e II.

D) II e III.

E) II e IV.

Questão: 7

Uma pilha é montada com base nos dois metais a seguir.

Cr³⁺ (aq) + 3 e⁻ → Cr (s)                   E° = −0,74 V

Pb²⁺ (aq) + 2 e⁻ → Pb (s)                   E° = −0,13 V

Considere, agora, as seguintes afirmativas:

I. A reação global da pilha é 3 Pb²⁺ (aq) + 2 Cr (s) → 3 Pb (s) + 2 Cr³⁺ (aq).

II. O cromo metálico é o cátodo da pilha.

III. A d.d.p. dessa pilha é igual a +0,87 V.

Estão corretas as afirmativas:

A) I e III.

B) II, apenas.

C) II e III.

D) III, apenas.

E) I, apenas.

Questão: 8

Observe a seguinte pilha:

Zn²⁺ (aq) | Zn (s) || Al (s) | Al³⁺ (aq)

Indique a alternativa que apresenta a espécie química formada no cátodo, a espécie química formada no ânodo e a diferença de potencial desenvolvida pela pilha respectivamente.

Dados:

E° (Zn²⁺/Zn) = −0,76 V; E° (Al³⁺/Al) = −1,66 V

A) Zn²⁺, Al³⁺, −2,42 V.

B) Al, Zn, +0,90 V.

C) Al³⁺, Zn, −2,42 V

D) Zn, Al³⁺, +0,90 V.

E) Al, Zn²⁺, +0,90 V.

Questão: 9

Quatro metais estavam disponíveis em um laboratório para um experimento de eletroquímica: ferro, zinco, cobre e alumínio.

Assinale a alternativa que apresenta o par de metais que produzirá a pilha de maior diferença de potencial.

Dados:

Fe²⁺ (aq) + 2e⁻ → Fe (s)                    E° = −0,44 V

Zn²⁺ (aq) + 2e⁻ → Zn (s)                   E° = −0,76 V

Cu²⁺ (aq) + 2e⁻ → Cu (s)                   E° = +0,34 V

Al³⁺ (aq) + 3e⁻ → Al (s)                    E° = −1,66 V

A) Fe e Zn.

B) Al e Zn.

C) Cu e Fe.

D) Cu e Al.

E) Fe e Al.

Questão: 10

Sobre o funcionamento de uma pilha, são feitas as seguintes afirmativas.

I. As reações químicas de uma pilha são reversíveis.

II. Na superfície do cátodo ocorre a reação de redução.

III. O eletrodo para o qual migram os elétrons é chamado de ânodo.

IV. A massa final do ânodo é menor que a massa inicial.

Estão corretas as afirmativas:

A) I e II.

B) II e IV.

C) II, apenas.

D) III e IV.

E) I e III.

Questão: 11

Para uma suposta pilha formada por prata e zinco, espera-se que:

Dados:

Ag⁺ (aq) + e⁻ → Ag (s)                      E° = +0,80 V

Zn²⁺ (aq) + 2e⁻ → Zn (s)                   E° = −0,76 V

A) a prata sofra oxidação.

B) o eletrodo de zinco seja o cátodo.

C) a diferença de potencial da pilha seja igual a +0,04 V.

D) que o zinco sofra redução.

E) que o eletrodo de prata aumente a sua massa durante o processo reacional.

Questão: 12

É difícil imaginar a nossa vida sem a utilização das pilhas e das baterias. São usadas para providenciar energia para os dispositivos eletrônicos que estão em nossa volta.

A energia elétrica de uma pilha é advinda de uma reação química, conhecida como:

A) combustão.

B) neutralização.

C) oxirredução.

D) decomposição.

E) desidratação.

Respostas

Questão: 1

Alternativa B.

Como o cobre tem um maior potencial de redução, neste caso, ele será reduzido, sendo o cátodo do processo, enquanto a prata deverá ser oxidada; logo, os elétrons saem do eletrodo de prata em direção ao cobre. E a d.d.p. é:

ΔE = +0,34 – (+0,20) = +0,14 V

Questão: 2

Alternativa D.

O iodo, tendo maior potencial de redução, acaba por se reduzir nessa pilha, enquanto o lítio sofre oxidação. A d.d.p. será:

ΔE = +0,54 – (−3,05) = +3,59 V

Se três pilhas são associadas em série, então a voltagem é triplicada, ficando igual a +10,77 V. Nesse caso, a bateria é adequada para o funcionamento do carrinho de controle remoto.

Questão: 3

Alternativa B.

Entre os metais, o níquel apresenta maior potencial de redução e, por isso, será reduzido nessa pilha. Já o cádmio será oxidado. Dessa forma, a d.d.p. mínima entregue pelo carregador é dada por:

ΔE = −0,230 – (−0,402) = +0,172 V

Questão: 4

Alternativa E.

Ânodo é o eletrodo em que ocorre a oxidação. Quando o O₂ vira OH⁻ no eletrodo poroso, o seu número de oxidação passa de 0 para −2, configurando uma redução. Por isso, o eletrodo poroso é o cátodo; logo, o ânodo será o eletrodo de zinco. Percebe-se que o eletrodo de zinco possui zinco na forma metálica, cujo número de oxidação é igual a 0. O zinco é uma espécie que, na forma de compostos, sempre adquire carga igual a +2. Como a carga do zinco passa de 0 para +2, isso confirma que ele está se oxidando e a espécie que está sendo formada é Zn(OH)₄²⁻.

Questão: 5

Alternativa E.

A d.d.p. pode tranquilamente ser calculada pela fórmula:

ΔE = E_maior − E_menor = −0,25 – (−0,40) = + 0,15 V

Como a voltagem mínima deve ser de 1,5 V, são necessárias, portanto, 10 pilhas em série.

Questão: 6

Alternativa B.

A alternativa II está incorreta, pois no cátodo ocorre a redução, ou seja, as espécies captam os elétrons. Dessa forma, os elétrons saem do ânodo, no qual são produzidos por reações de oxidação, e migram para o cátodo.

Já a alternativa III está incorreta, pois as pilhas possuem d.d.p. global sempre positivo, o que indica, inclusive, que o processo é espontâneo.

Questão: 7

Alternativa E.

A alternativa II está incorreta porque o cromo, como tem menor potencial de redução, sofrerá oxidação e, por conta disso, será o ânodo.

Já a alternativa III está incorreta porque a d.d.p. será calculada da seguinte forma:

ΔE = E_maior − E_menor = −0,13 – (−0,74) = + 0,61 V

Questão: 8

Alternativa D.

Nessa forma de representação da pilha, vê-se que o zinco se inicia na forma de Zn²⁺ e termina como Zn. Portanto, o zinco está sofrendo redução e é o cátodo da pilha. Já o alumínio inicia-se como Al e termina como Al³⁺, portanto, está se oxidando. Por isso, o alumínio é o ânodo.

A d.d.p. é dada por:

ΔE = E_maior − E_menor = −0,76 – (−1,66) = + 0,90 V

Questão: 9

Alternativa D.

A pilha com maior d.d.p. será aquela formada pelo metal com maior potencial de redução junto ao metal com menor potencial de oxidação, conforme é possível ver pela análise da fórmula:

ΔE = E_maior − E_menor

Ou seja, quando maior a diferença, maior a d.d.p. Por isso, serão escolhidos o cobre (maior potencial de redução) e o alumínio (menor potencial de redução).

Questão: 10

Alternativa B.

A afirmativa I está equivocada, pois as reações das pilhas são irreversíveis. O processo químico só é reversível em baterias.

A afirmativa III está incorreta, pois os elétrons são produzidos no ânodo, em que ocorrem reações de oxidação — perda de elétrons —, migrando para o cátodo.

Questão: 11

Alternativa E.

A prata se reduz nesse sistema, pois apresenta maior potencial de redução. Com base nisso, podemos afirmar que ocorrerá a deposição de prata metálica sobre o eletrodo. A deposição de novos átomos faz a sua massa aumentar.

Questão: 12

Alternativa C.

A energia de uma pilha só é possível por meio de reações químicas de oxirredução, pois são essas as reações que permitem o fluxo de elétrons; assim, gerando carga e corrente elétrica.