Exercícios sobre Reações da Eletrólise

(UFMG) O diagrama a seguir mostra um esquema utilizado para recuperar moedas de cobre antigas, parcialmente oxidadas.

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Esquema de eletrólise em meio aquoso

O processo que ocorre na superfície da moeda é:

a) Cu²⁺_(aq)+ 2 e^- → Cu_(s)

b) Cu_(s) → Cu²⁺ + 2 e^-

c) 2 H₂O_(l)→ 1 O_2(g) + 4 H¹⁺_(aq) + 4 e^-

d) 4 OH^1-_(aq) →1 O_2(g) + 2 H₂O_(l) + 4 e^-

e) 1 O_2(g) + 4 H¹⁺_(aq) +4 e^- → 2 H₂O_(l)

(UFPR) O elemento químico alumínio é o terceiro mais abundante na Terra, depois do oxigênio e do silício. A fonte comercial do alumínio é a bauxita, um minério que, por desidratação, produz a alumina, Al₂O₃. O alumínio metálico pode então ser obtido pela passagem de corrente elétrica através da alumina fundida, processo que, devido ao seu elevado ponto de fusão (2050 °C), requer um considerável consumo de energia. Acrescente-se ainda o alto custo envolvido na extração do alumínio de seu óxido e tem-se um processo energeticamente muito dispendioso. Somente a partir de 1886, quando Charles Hall descobriu que a mistura de alumina com criolita (NA₃AlF₆) fundia a 950 °C, o que tornava o processo de obtenção de alumínio menos dispendioso, foi possível a utilização desse elemento em maior escala. A figura abaixo representa o dispositivo empregado para a extração do alumínio pela passagem de corrente elétrica.

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Ilustração em exercício sobre reações da eletrólise

As semirreações que ocorrem são:

I. Al³⁺_(fund.) + 3e^- → Al_(l)

II. 2 O^2-_(fund.) + C_(s) → CO_2(g) + 4e^-

Massa molar: Al = 27,0 g/mol

Com base nas informações acima, é correto afirmar:

01. A fusão dos minérios é necessária para permitir o deslocamento dos íons para os respectivos eletrodos;
02. A reação II indica que o cátodo é consumido durante o processo.
04. A redução do alumínio ocorre no eletrodo de aço.
08. O processo de obtenção do alumínio metálico é uma eletrólise.
16. A soma dos menores coeficientes estequiométricos inteiros na reação total de obtenção do alumínio é 20.
32. A produção de uma lata de refrigerante (13,5 g de alumínio) absorve 0,500 mol de elétrons.

Em uma cuba eletrolítica, foi realizada a eletrólise ígnea do CaF₂. Quais são as reações dessa eletrólise?

a) Ânodo:Ca²⁺ + 2 e^- → Ca

Cátodo: 2 F^-→ F₂ + 2 e^-

Reação Global: 2 F^- + Ca²⁺ → F₂ + Ca

b) Ânodo: 2 F^-→ F₂ + 2 e^-

Cátodo: Ca²⁺ + 2 e^- → Ca

Reação Global: 2 F^- + Ca²⁺ → F₂ + Ca

c) Ânodo: 2 F^-→ F₂ + 1 e^-

Cátodo: Ca²⁺ + 2 e^- → Ca

Reação Global: 2 F^- + Ca²⁺ + 1 e^- → F₂ + Ca

d) Ânodo: Ca⁺ + 1 e^- → Ca

Cátodo: F^-→ F + 1 e^-

Reação Global: F^- + Ca⁺ → F + Ca

e) Ânodo: 2 F^-→ F₂ + 2 e^-

Cátodo: Ca²⁺ + 2 e^- → Ca

Reação Global: 2 F^- + Ca²⁺ → CaF₂

Considere a eletrólise de solução aquosa de sulfato de cobre II. São dadas a seguir as semirreações e seus respectivos potenciais-padrão de redução:

1- Cu²⁺_(aq)+ 2 e^- → Cu_(s) E⁰ = +0,34 V

2- 2 H⁺_(aq)+ 2 e^- → H_2(s) E⁰ = +0,00 V

3- 2 H₂O_(l)+ 2 e^- → H_2(s) + OH^-_(aq) E⁰ = -0,83 V

4-1 O_2(g) + 4 H¹⁺_(aq) + 4 e^- → 2 H₂O_(l) E⁰ = +1,23 V

5- 1 O_2(g) +2 H₂O_(l) + 4 e^- → 4 OH^-_(aq) E⁰ = +0,40 V

Indique as reações que podem ocorrer no cátodo e qual efetivamente se processa nesse eletrodo:

a) Todas podem ocorrer no cátodo, mas a que efetivamente se processa é a reação 2.

b) Apenas as reações 1, 2 e 4 podem ocorrer no cátodo, mas a que efetivamente se processa é a reação 2.

c) Apenas as reações 2 e 5 podem ocorrer no cátodo, mas a que efetivamente se processa é a reação 2.

d) Apenas as reações 1, 2 e 3 podem ocorrer no cátodo, mas a que efetivamente se processa é a reação 2.

e) Apenas a reação 3 pode ocorrer no cátodo.