Química Tito e Canto - Vol. 2 - 5ª Ed. 2009

ExErCíCio rESoLvido
24 (Fuvest-SP) O alumínio é produzido pela eletrólise
de A, 2 O 3 fundido. Uma usina opera com 300 cubas
eletrolíticas e corrente de 1,1 ? 10 5 ampères
em cada uma delas. A massa de alumínio, em
toneladas, produzida em um ano é de aproximadamente:
a) 1,0 ? 10 5 . c) 3,0 ? 10 5 . e) 2,0 ? 10 8 .
b) 2,0 ? 10 5 . d) 1,0 ? 10 8 .
Dados: 1 ano 5 3,2 ? 10 7 segundos.
Carga elétrica necessária para neutralizar um
mol de íons monovalentes 5 9,6 ? 10 4 coulombs/
mol. Massa molar do A,: 27 g/mol.
Resolução
Q 5 i ? Dt
Q 5 1,1 ? 10 5 ? 3,2 ? 10 7
Q 5 3,52 ? 10 12 C
1 F ——— 96.500 C
x ——— 3,52 ? 10 12 C
x 5 3,6 ? 10 7 F (quantidade de carga que passa por
uma cuba, em um ano, expressa em faradays)
A, 31 1 3 e 2 # A, 0
3 mol — 1 mol
3 F — 1 mol
3,6 ? 10 7 F — y V y 5 1,2 ? 10 7 mol
(quantidade de A, produzida anualmente em
uma cuba)
n 5 m___
M
1,2 ? 10 7 5 m___
27
m 5 3,24 ? 10 2 t (massa de A, obtida anualmente
em cada cuba)
Como foram usadas 300 cubas, temos:
m A, 5 300 ? 3,24 ? 10 2 t 1,0 ? 10 5 t
Alternativa a.
As principais impurezas da bauxita são: Fe 2 O 3 , que
é um óxido básico, e SiO 2 , que é um óxido ácido.
Quanto ao A, 2 O 3 , trata-se de um óxido anfótero,
isto é, de um óxido que reage tanto com ácidos
quanto com bases.
a) Na primeira etapa de purificação da bauxita, ela
é tratada com solução aquosa concentrada de
hidróxido de sódio. Neste tratamento, uma parte
apreciável do óxido de alumínio solubiliza-se,
formando NaA,(OH) 4 . Escreva a equação química
balanceada que representa tal transformação.
b) Se a bauxita fosse tratada com solução aquosa
concentrada de ácido clorídrico, quais óxidos
seriam solubilizados? Justifique por meio de
equações químicas balanceadas.
c) Na eletrólise do óxido de alumínio fundido,
usam-se várias cubas eletrolíticas ligadas em
série, através das quais passa uma corrente
elétrica elevada. Se n cubas são ligadas em série
e a corrente é I, qual deveria ser a corrente, caso
fosse usada apenas uma cuba, para produzir a
mesma quantidade de alumínio por dia? Justifique,
com base nas leis da eletrólise.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
25 Um grupo de engenheiros está projetando instalações
industriais para a produção de alumínio,
realizada pela eletrólise ígnea do A, 2 O 3 . No polo
negativo da cela eletrolítica (cátodo), ocorre a redução
de A, 31 a A, 0 .
A fábrica irá operar com cinquenta celas eletrolíticas,
todas funcionando ao mesmo tempo. Em cada
cela circulará uma corrente elétrica de 9.650 A.
a) Represente a equação da semirreação de redução
do alumínio.
b) Faça uma previsão sobre a massa de alumínio
que será produzida por essa fábrica em uma
hora de atividade.
26 (Fuvest-SP) Industrialmente, alumínio é obtido a partir
da bauxita. Esta é primeiro purificada, obtendo-se
o óxido de alumínio, A, 2 O 3 , que é, em seguida, misturado
com um fundente e submetido a uma eletrólise
ígnea, obtendo-se, então, o alumínio.
27 (PUC-SP-modificada) A eletrólise em série de uma
solução aquosa de sulfato de zinco e de uma solução
aquosa de iodeto de potássio é esquematizada
a seguir.
+
A
ZnSO 4
(aq)
– + –
+ –
Fonte
B
KI (aq)
A respeito deste sistema foram feitas as seguintes
afirmações.
I. Nos ânodos (polos 1), formam-se zinco metálico
e gás hidrogênio.
II. O volume de gás oxigênio (O 2 ) formado no frasco
A é a metade do volume de gás hidrogênio (H 2 )
formado no frasco B.
III. A massa de zinco formada no frasco A é igual
à massa de iodo formada no frasco B.
IV. A solução resultante no frasco B é neutra.
Estão corretas as informações:
a) I e III. c) I, II e IV. e) III e IV.
b) II e IV. d) I, II e III.
28 (Uece) A questão a seguir é uma aplicação das
leis da eletrólise formuladas por Michael Faraday
(1791-1867), químico, físico e filósofo inglês. Três
células eletrolíticas, contendo, respectivamente,
uma solução com íons de prata (Ag 1 ), uma solução
com íons de Cu 21 e uma solução com íons de Au 31 ,
estão conectadas em série. Depois de algum tempo,
se depositam 3,68 g de prata metálica na célula que
contém íons de Ag 1 . Ao final, as massas de cobre e
de ouro depositadas serão, respectivamente:
a) 0,27 g e 0,66 g. c) 2,16 g e 4,48 g.
b) 0,54 g e 1,12 g. d) 1,08 g e 2,24 g.
Capítulo 19 • Estequiometria das reações eletroquímicas
Conteúdo digital Moderna PLUS http://www.modernaplus.com.br
Exercícios adicionais
231