Ficha preparar exame nº1

 

 

Chuva ácida

 

1. Os químicos desenvolveram o conceito de estado de oxidação ou, genericamente, número de oxidação de um átomo, num composto, como a carga que o átomo possuiria se o composto fosse puramente iónico.

Calcule o número de oxidação do manganês, Mn, no dióxido de manganês, MnO2, e no ião permanganato MnO4.



2.  Calcule o número de oxidação (n.o.) do azoto nas seguintes espécies químicas:

 

3. Calcule o n.o. do fósforo nos iões PO4 3-  e PO33-

 

 

4. Calcule o n.o. dos elementos destacados nas espécies químicas seguintes:

 

5. Uma das substâncias que contribuem para aumentar a acidez da água das chuvas é o dióxido de enxofre, SO2, que, reagindo com o oxigénio atmosférico, se transforma em trióxido de enxofre, SO3. Além de se dissolver, este composto reage com a água que circula na atmosfera, formando soluções diluídas de ácido sulfúrico, o que constitui um dos processos de formação da «chuva ácida».

Selecione a alternativa que traduz corretamente a variação do número de oxidação do enxofre (S) na refe­rida reação de formação do trióxido de enxofre.

A - + 2 para + 6   

B - + 3 para 0                

C - + 4 para +6                 

D - + 6 para + 3

(Exercício adaptado de Exame Nacional)

 

6. As equações representadas traduzem as principais etapas do fabrico industrial do ácido sulfúrico, H2SO4, a partir do enxofre.




Indique as que correspondem a reações de oxidação-redução.

 

7. Nas reações de oxidação-redução, ocorrem transferências de eletrões de uma espécie química para outra.

Oxidante será a espécie química que "recebe" eletrões, o seu número de oxidação diminui e, por isso, é reduzida. Redutor será a espécie química que "perde" eletrões, o seu número de oxidação aumenta e, por isso, é oxidada.

O par de espécies químicas que se podem transformar uma na outra por cedência ou ganho de eletrões designa-se par conjugado de oxidação-redução. As duas espécies podem diferir em mais do que um eletrão.

Considere a reação de oxidação-redução traduzida pela equação:

7.1. Indique, justificando em cada caso.

7.1.1. O elemento cujos átomos perderam eletrões.

7.1.2. O elemento cujo número de oxidação diminuiu.

7.1.3. O elemento oxidante e o elemento redutor.

7.1.4. A substância reduzida e a substância oxidada.

7.1.5.  Os pares conjugados de oxidação-redução.

 

8. Na definição atual de reação de oxidação-redução há sempre variação do número de oxidação das espécies intervenientes. Das equações a seguir representadas indique as que correspondem a reações de oxidação- -redução, justificando em cada caso.





9. Em todas as reações de oxidação-redução existe uma espécie química que é reduzida e uma espécie quí­mica que é oxidada. A reação total pode ser separada em duas semirreações - semirreação de redução e semirreação de oxidação.

Considere a reação química traduzida pela seguinte equação na forma iónica:

9.1. Mostre que se trata de uma reação de oxidação-redução.

9.2. Indique, justificando em cada caso:

9.2.1. qual é a espécie química oxidante;

9.2.2. qual é a espécie química redutora.

9.3. Escreva as semiequações de oxidação e de redução.

9.4. Indique os pares conjugados de oxidação-redução.

 

 

10. As equações A, B, C e D seguintes, traduzem reações de oxidação-redução.



10.1. Indique para cada uma delas:

10.1.1. os elementos cujo número de oxidação aumentou;

10.1.2. os elementos cujo número de oxidação diminuiu;

10.1.3. os elementos que foram oxidados;

10.1.4. os elementos que foram reduzidos.

10.2. Relativamente a cada equação escreva:

10.2.1. as semiequações de oxidação;

10.2.2. as semiequações de redução.

 

11. O ácido clorídrico reage com o ferro de acordo com a seguinte equação:

Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguin­tes, de modo a obter uma afirmação correta.

O átomo de ferro, ao___ dois eietrões,_____ , sendo o ferro a espécie________ .

A - ceder... reduz-se... oxidante

B - ceder... oxida-se... redutora

C - ganhar... reduz-se... oxidante

D - ganhar... oxida-se... redutora

(Exercício adaptado deTeste Intermédio)



12. O caráter oxidante ou redutor de uma espécie química é relativo, ou seja, uma espécie química que numa rea­ção atue como oxidante poderá atuar noutra como redutor, dependendo da espécie química com que reage.

As equações A e B traduzem as reações de síntese do amoníaco e do monóxido de azoto, ambas reações de oxidação-redução.

Indique, justificando, em qual das reações o azoto, N2, atuou como redutor e em qual atuou como oxidante.

 

13. Os efeitos corrosivos da água do mar, responsáveis pela deterioração dos metais, podem ser observados em moedas antigas encontradas no fundo do mar.

Considere uma moeda de cobre (Cu) e uma moeda de ouro (Au).

Indique, justificando com base na informação fornecida a seguir, qual das moedas terá sofrido corrosão em maior extensão.

(Exercício adaptado de Exame Nacional)

 

14. Um dos sistemas de desinfeção da água das piscinas baseia-se na electrólise de uma solução aquosa con­centrada de cloreto de sódio (NaCl), para obtenção do Cl2 (g).

Neste processo, a reação global traduz-se pela equação química:

Com base na informação apresentada, selecione a alternativa incorreta.

A - O número de oxidação do cloro na molécula Cl2 é 0 (zero).

B - Nesta reação, os iões Cl- oxidam-se e, simultaneamente, as moléculas de H2O reduzem-se.

C - Para esta reação, os pares conjugados de oxidação-redução são: H2O / H2 e Cl2 / Cl-.

D - A reação de oxidação pode traduzir-se pela equação:

(Exercício adaptado de Exame Nacional)

 

15. Em 1800, Alexandre Volta anunciou a invenção da pilha elétrica, um dispositivo que transforma diretamente a energia química, produzida por uma reação de oxidação-redução, em energia elétrica. A sua utilização influenciou grandemente a Química nas décadas seguintes. Uma das pilhas que Volta utilizou era consti­tuída por discos de zinco (Zn) e de prata (Ag), sobrepostos e intercalados com um material poroso, embe­bido numa solução de sais de prata.

Considere a seguinte informação sobre o poder redutor de alguns metais.


15.1 De entre as equações seguintes, selecione a que corresponde à semirreação de oxidação que ocorre no caso descrito.



15.2. Justifique, com base na informação apresentada, o facto de não ocorrer reação se os discos de zinco na pilha deVolta fossem substituídos por discos de ouro (Au).

 


15.3. Quando uma lâmina de zinco é colocada numa solução aquosa, de coloração azul, de sulfato de cobre (II), verifica-se experimentalmente que:

  • a solução vai descolorando e a concentração de iões Zn2+, em solução, aumenta;
  • o zinco é coberto por cobre metálico.

Escreva os pares conjugados (oxidante/redutor ou redutor/oxidante) da reação de oxidação-redução que ocorre.

(Exercício adaptado de exemplos de itens para preparação de Exame Nacional)

 

16. Colocaram-se pequenos pedaços de zinco (Zn) em cada uma de duas soluções aquosas contendo catiões metálicos em concentrações semelhantes: uma solução de sulfato de cobre (II), CuS04, e uma solução de nitrato de magnésio, Mg(N03)2.

Os resultados obtidos encontram-se na tabela seguinte.

 

16.1. A semirreação de redução que ocorre pode ser traduzida por:



16.2. Qual dos três metais (Zn, Cu, Mg) apresenta maior poder redutor?

(Exercício adaptado de Exame Nacional)

 

17. O metano, principal constituinte do gás natural, é um combustível muito utilizado.

A combustão completa do metano, CH4, pode ser representada por:

 

17.1. As curvas 1, 2, 3 e 4, esboçadas no gráfico da figura, podem representar a evolução, ao longo do tempo, das concentrações de reagentes e de produtos de uma reação de combustão completa do metano, admi­tindo que esta ocorre em sistema fechado.

 


Selecione a única alternativa que identifica corretamente o reagente, ou o produto da reação, que corres­ponde a cada uma das curvas.

 

17.2. Selecione a única alternativa que traduz como varia o número de oxidação do carbono, na transformação da espécie CH4 na espécie C02.

A - De + 4 para - 4

B - De - 4 para + 4

C - De + 4 para + 2

D - De - 4 para - 2

(Exercício adaptado de Exame Nacional)

 

18. Quando se quer elevar a temperatura da água de um aquário para garantir a melhor sobrevivência de al­gumas espécies, podem utilizar-se espiras metálicas como resistências elétricas de aquecimento.

Para escolher o metal mais adequado a uma destas espiras, fez-se reagir uma solução aquosa de ácido clorídrico, HCl, com três diferentes metais: cobre (Cu), zinco (Zn) e magnésio (Mg). Os resultados obtidos experimentalmente são apresentados na tabela seguinte.

 

Selecione a alternativa que apresenta, por ordem decrescente, a sequência correta do poder redutor da­queles metais.

A - Mg > Zn > Cu

B - Zn > Mg > Cu

C - Mg > Cu > Zn

D - Cu > Zn > Mg

 

(Exercício adaptado de Exame Nacional)

 

19. Leia atentamente o seguinte texto.

Corrosão é a palavra geralmente utilizada para designar a deterioração de metais através de um processo eletroquímico, o que significa que, à medida que o metal se degrada, perde eletrões, convertendo-se numa espécie química diferente.

O exemplo mais familiar de corrosão é o processo de formação de ferrugem sobre o ferro. Embora as rea­ções envolvidas neste processo sejam bastante complexas, pensa-se que as etapas fundamentais sejam a perda de eletrões pelo ferro, Fe, que assim se converte na espécie solúvel Fe2+ (aq), e o ganho desses ele­trões pelo oxigénio atmosférico, 02. A formação de ferrugem é favorecida pela existência de um meio ácido, o que pode ser facultado pela água da chuva, naturalmente ácida devido à dissolução do C02 atmosférico.

No entanto, quando a água da chuva se encontra poluída com ácidos fortes, muito corrosivos, como o ácido sulfúrico, H2S04 (aq), e o ácido nítrico, HN03 (aq), resultantes essencialmente das emissões para a atmosfera (e posteriores reações) de dióxido de enxofre, S02, e de óxidos de azoto, NOx, o seu teor em iões H30+ é muitíssimo mais elevado. Este teor, sendo, em muitos casos, cerca de 100 vezes superior ao que ocorre habitualmente, favorece ainda mais a reação de corrosão do ferro.

A corrosão metálica não se limita, evidentemente, ao ferro, existindo muitos outros metais que sofrem pro­cessos análogos de deterioração. A chuva ácida favorece muito a corrosão dos metais, constituindo, assim, um tipo de poluição de efeitos altamente adversos.

Raymond Chang, Química, McGraw-Hill (Adaptado)

 

19.1. Com base na informação apresentada no texto, indique a espécie redutora envolvida na reação

19.2. Com base na informação apresentada no texto, selecione a alternativa que completa corretamente a frase seguinte.

 

Quando o CO2 atmosférico se dissolve na água da chuva, à temperatura de 25 °C, ...

A - forma-se um ácido fraco, o ácido carbónico, H2CO3 (aq), que confere à água da chuva um pH de cerca de 5,6.

B - forma-se um ácido forte, o ácido carbónico, H2CO3 (aq), que confere à água da chuva um pH inferior a 5,6.

C - formam-se ácidos de força diferente, como o ácido carbónico, H2CO3 (aq), e o ácido sulfúrico, H2SO4 (aq), que conferem à água da chuva um pH de cerca de 5,6.

D - formam-se apenas ácidos fortes, como o ácido sulfúrico, H2SO4 (aq), e o ácido nítrico, HNO3 (aq), que conferem à água da chuva um pH muito inferior a 5,6.

 

19.3. Considere uma amostra A de água da chuva, que apresenta um valor de pH igual a 5,6, à temperatura de 25 °C.

Selecione a alternativa que corresponde ao valor correto de pH de uma amostra B de água da chuva, po­luída, cuja concentração em iões H30+ é 100 vezes maior do que a que existe na amostra A, à mesma tem­peratura.

A) 2,0     

B) 2,6    

C)  3,6    

D)  7,6

 

19.4. Além do ferro, também outros metais sofrem processos de corrosão. Quando exposto a uma atmosfera húmida, o cobre sofre corrosão, formando um depósito de carbonato básico de cobre, Cu2(OH)2CO3 (M = 221,13 g mol-1), uma substância de cor esverdeada.

A reação que ocorre pode ser traduzida pela seguinte equação química:

Um tacho de cobre, de massa igual a 360,0 g, foi deixado ao ar, numa cozinha, durante um intervalo de tempo considerável. Ao fim desse intervalo de tempo verificou-se a formação de um depósito de carbonato básico de cobre em toda a superfície metálica.

O depósito foi removido, seco e pesado, tendo-se determinado o valor de 12,7 g.

Calcule a percentagem, em massa, de cobre que sofreu corrosão.

Apresente todas as etapas de resolução.

(Exercício adaptado de Exame Nacional)


 

 

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