Fuvest · Química

Questões de Eletroquímica da Fuvest

12 questões oficiais da Fuvest sobre Eletroquímica, de 2007 a 2025, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 1 fácil, 11 médias.

Treine Eletroquímica com 12 questões da Fuvest

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6 questões de Eletroquímica resolvidas

Questão 1 · Fuvest 2024 · Questão 58média

No processo de compra e venda de artigos de ouro, é comum testar os objetos para verificar se eles realmente são feitos de ouro ou se são alguma falsificação feita com metais menos nobres. Esse teste pode ser feito adicionando um pequeno volume de ácido forte concentrado às raspas do objeto a ser testado, conforme figura a seguir. Caso o objeto seja feito com ouro, as raspas permanecem visíveis, enquanto as raspas de falsificações são dissolvidas.

Considerando apenas o potencial de redução padrão, qual das alternativas apresenta um material que poderia gerar um falso positivo para o objeto de ouro no teste descrito?

A
Mg
B
Aℓ
C
Fe
D
Pt
E
F₂

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Gabarito: D

No teste, o ácido fornece H⁺ (E° = 0,00 V). Um metal se dissolve se for oxidado pelo H⁺, o que acontece quando seu potencial de redução é menor que o do H⁺.

Mg (−2,37 V), Aℓ (−1,66 V), Fe (−0,44 V): potenciais negativos, são oxidados e dissolvem. O teste acusa falsificação corretamente.
Au (+1,50 V): não reage, as raspas ficam.
Pt (+1,20 V): também tem potencial maior que 0, não é oxidada pelo H⁺; as raspas ficam visíveis, como se fossem de ouro. É o falso positivo.
F₂ nem é metal; é um gás, forte oxidante, e não poderia imitar raspas de ouro.

Resposta: D

Dica: ácido comum só dissolve metais com E° de redução negativo; metais nobres (Cu, Ag, Pt, Au) resistem.

Questão 2 · Fuvest 2023 · Questão 23média

Alguns aviões empregam fibra de carbono em uma porcentagem significativa de suas estruturas, tornando-as muito menos densas. Partes da estrutura, no entanto, são compostas por metais. Devido à baixa densidade, o alumínio seria uma boa alternativa de metal a ser usado. Entretanto, quando em contato com fibra de carbono, o alumínio é corroído. Esse processo é denominado corrosão galvânica e acontece quando dois materiais que possuem potencial elétrico diferentes são colocados em contato com um eletrólito, como uma solução salina. Para abordar esse problema, pode-se avaliar os potenciais elétricos, densidade e preço aproximado de diversos materiais apresentados na figura a seguir.

Considerando o exposto, o elemento mais adequado para ser utilizado no lugar do alumínio de forma a obter os menores custo e densidade possíveis, com a máxima resistência a corrosão possível, é:

A
Ouro.
B
Titânio.
C
Prata.
D
Cádmio.
E
Zinco.

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Gabarito: B

A corrosão galvânica é tanto maior quanto maior a diferença de potencial entre os dois materiais. No gráfico, o carbono está em cerca de +0,4 V e o alumínio perto de −1,1 V: diferença grande, por isso o alumínio corrói.

Procure um metal com potencial próximo do carbono, baixa densidade e preço baixo:

Ouro: potencial bem próximo do carbono, mas 19,3 g/cm³ e cerca de R$ 320.000/kg.
Prata: 10,49 g/cm³ e R$ 4.000/kg.
Titânio: potencial próximo do carbono (cerca de −0,1 V), 4,5 g/cm³ e R$ 150/kg.
Cádmio: potencial mais distante, 8,65 g/cm³.
Zinco: potencial ainda mais distante que o do alumínio.

O titânio reúne baixa densidade (a menor entre os metais próximos do carbono), custo baixo e pequena diferença de potencial.

Resposta: B

Dica: na corrosão galvânica, o que importa é a distância entre os potenciais dos dois materiais em contato: quanto mais próximos, menor a corrosão.

Questão 3 · Fuvest 2017 · Questão 76média

Células a combustível são opções viáveis para gerar energia elétrica para motores e outros dispositivos. O esquema representa uma dessas células e as transformações que nela ocorrem.

A corrente elétrica (i), em ampère (coulomb por segundo), gerada por uma célula a combustível que opera por 10 minutos e libera 4,80 kJ de energia durante esse período de tempo, é

A
3,32.
B
6,43.
C
12,9.
D
386.
E
772.

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Gabarito: B

1. Mols de H₂ consumidos. Cada mol de H₂ libera 240 kJ:
4,80 ÷ 240 = 0,020 mol de H₂

2. Mols de elétrons. Cada H₂ perde 2 elétrons (H₂ → 2 H⁺ + 2 e⁻):
0,020 × 2 = 0,040 mol de e⁻

3. Carga: 0,040 × 96.500 = 3.860 C

4. Corrente em 10 min = 600 s:
i = 3.860 ÷ 600 ≈ 6,43 A

Resposta: B

Por que as outras atraem: C (12,9) conta 4 elétrons por H₂, o dobro do certo; D (386) e E (772) dividem a carga por 10 minutos sem converter para segundos.

Dica: energia → mol de combustível → mol de elétrons → carga (× 96.500) → corrente (÷ tempo em segundos).

Questão 4 · Fuvest 2012 · Questão 32média

Para investigar o fenômeno de oxidação do ferro, fez-se o seguinte experimento: No fundo de cada um de dois tubos de ensaio, foi colocada uma amostra de fios de ferro, formando uma espécie de novelo. As duas amostras de ferro tinham a mesma massa. O primeiro tubo foi invertido e mergulhado, até certa altura, em um recipiente contendo água. Com o passar do tempo, observou-se que a água subiu dentro do tubo, atingindo seu nível máximo após vários dias. Nessa situação, mediu-se a diferença (x) entre os níveis da água no tubo e no recipiente. Além disso, observou-se corrosão parcial dos fios de ferro. O segundo tubo foi mergulhado em um recipiente contendo óleo em lugar de água. Nesse caso, observou-se que não houve corrosão visível do ferro e o nível do óleo, dentro e fora do tubo, permaneceu o mesmo.

Sobre tal experimento, considere as seguintes afirmações:

I. Com base na variação (x) de altura da coluna de água dentro do primeiro tubo de ensaio, é possível estimar a porcentagem de oxigênio no ar.
II. Se o experimento for repetido com massa maior de fios de ferro, a diferença entre o nível da água no primeiro tubo e no recipiente será maior que x.
III. O segundo tubo foi mergulhado no recipiente com óleo a fim de avaliar a influência da água no processo de corrosão.

Está correto o que se afirma em

A
I e II, apenas.
B
I e III, apenas.
C
II, apenas.
D
III, apenas.
E
I, II e III.

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Gabarito: B

A ferrugem se forma pela reação do ferro com oxigênio e água. No tubo com água, o ferro consome o O₂ do ar preso no tubo; o volume de gás diminui e a água sobe.

I. Correta. A subida da água (x) corresponde ao volume de O₂ consumido. Comparando com o volume inicial de ar no tubo, estima-se a porcentagem de oxigênio no ar (cerca de 21%).

II. Errada. O ferro sofreu corrosão só parcial: sobrou ferro, então o reagente que acabou foi o oxigênio. Com mais ferro, o O₂ disponível continua o mesmo, e a subida continua igual a x.

III. Correta. No segundo tubo, o óleo substitui a água: há oxigênio, mas não há água. Sem corrosão, conclui-se que a água é necessária. É o controle do experimento.

Resposta: B (I e III).

Por que as outras atraem: a II parece lógica ("mais ferro, mais reação"), mas ignora qual reagente é o limitante.

Dica: em experimento com reagente em excesso, o resultado é ditado pelo limitante; procure no enunciado o que "sobrou" (aqui, o ferro parcialmente corroído).

Questão 5 · Fuvest 2011 · Questão 36média

As naves espaciais utilizam pilhas de combustível, alimentadas por oxigênio e hidrogênio, as quais, além de fornecerem a energia necessária para a operação das naves, produzem água, utilizada pelos tripulantes.

Essas pilhas usam, como eletrólito, o KOH(aq), de modo que todas as reações ocorrem em meio alcalino. A troca de elétrons se dá na superfície de um material poroso. Um esquema dessas pilhas, com o material poroso representado na cor cinza, é apresentado a seguir.

Escrevendo as equações das semirreações que ocorrem nessas pilhas de combustível, verifica-se que, nesse esquema, as setas com as letras a e b indicam, respectivamente, o sentido de movimento dos

A
íons OH⁻ e dos elétrons.
B
elétrons e dos íons OH⁻.
C
íons K⁺ e dos elétrons.
D
elétrons e dos íons K⁺.
E
elétrons e dos íons H⁺.

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Gabarito: B

Em meio alcalino, as semirreações são:
- Anodo (−): H₂ + 2 OH⁻ → 2 H₂O + 2 e⁻ (oxidação)
- Catodo (+): O₂ + 2 H₂O + 4 e⁻ → 4 OH⁻ (redução)

Seta a: sai do anodo para o fio que vai ao motor. No circuito externo, quem se move são os elétrons, do anodo (onde são liberados) para o catodo.

Seta b: está no eletrólito e aponta do catodo para o anodo. Os íons OH⁻ são produzidos no catodo e consumidos no anodo, então migram nesse sentido.

Por que as outras erram: K⁺ não participa das semirreações (e, sendo cátion, iria para o catodo); H⁺ praticamente não existe em meio alcalino.

Resposta: B

Dica: na pilha, elétrons andam pelo fio do anodo para o catodo; no eletrólito, ânions andam em direção ao anodo.

Questão 6 · Fuvest 2010 · Questão 62média

Na produção de combustível nuclear, o trióxido de urânio é transformado no hexafluoreto de urânio, como representado pelas equações químicas:

Sobre tais transformações, pode-se afirmar, corretamente, que ocorre oxirredução apenas em

A
I.
B
II.
C
III.
D
I e II.
E
I e III.

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Gabarito: E

Há oxirredução quando algum elemento muda de número de oxidação (Nox).

I. UO₃ + H₂ → UO₂ + H₂O
- U: +6 → +4 (reduz).
- H: 0 → +1 (oxida).
→ Há oxirredução.

II. UO₂ + 4 HF → UF₄ + 2 H₂O
- U: +4 → +4; H: +1 → +1; F: −1 → −1; O: −2 → −2.
→ Nada muda: é uma reação ácido-base, sem oxirredução.

III. UF₄ + F₂ → UF₆
- U: +4 → +6 (oxida).
- F: 0 → −1 (reduz).
→ Há oxirredução.

Resposta: E (I e III).

Dica: reações com substância simples (H₂, F₂, O₂…) como reagente ou produto quase sempre são de oxirredução, porque o Nox dela é zero.