PISM · Química

Questões de Eletroquímica da PISM

7 questões oficiais da PISM sobre Eletroquímica, de 2019 a 2026, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 2 fáceis, 5 médias.

Treine Eletroquímica com 7 questões da PISM

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6 questões de Eletroquímica resolvidas

Questão 1 · PISM 2026 · Módulo III (3º ano) · Questão 27média

Durante a manutenção de estruturas metálicas expostas à umidade, uma equipe técnica observou a formação de oxidação em suas superfícies. Esse processo ocorre por uma reação de oxirredução, em que o metal doa elétrons ao reagir com espécies oxidantes, sendo convertido em íons.

Qual equação a seguir representa CORRETAMENTE uma reação de oxirredução balanceada?

A
Fe (s) + 2 O₂ (g) → FeO₂ (s)
B
2 Fe (s) + 3 O₂ (g) → 2 Fe₃O₄ (s)
C
Fe (s) + Cu²⁺ (aq) → Fe²⁺ (aq) + Cu (s)
D
Cu (s) + 2 H⁺ (aq) → Cu²⁺ (aq) + H₂O (ℓ)
E
Zn (s) + Cℓ₂ (g) → ZnCl (s)

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Gabarito: C

Uma equação balanceada precisa ter o mesmo número de átomos de cada elemento e a mesma carga total dos dois lados.

A: 4 átomos de O à esquerda e 2 à direita.
B: 2 Fe à esquerda e 6 Fe à direita (2 × Fe₃O₄).
C: 1 Fe e 1 Cu de cada lado; carga +2 à esquerda e +2 à direita. O ferro perde 2 elétrons (Fe → Fe²⁺, oxida) e o cobre os ganha (Cu²⁺ → Cu, reduz). Balanceada e de oxirredução.
D: aparece oxigênio na água sem haver oxigênio nos reagentes (além disso, o cobre não reage com H⁺ liberando H₂).
E: a fórmula do cloreto de zinco é ZnCℓ₂; do jeito escrito sobra cloro.

Resposta: C

Dica: em equação iônica, confira átomos e cargas.

Questão 2 · PISM 2024 · Módulo III (3º ano) · Questão 30média

Com a proximidade do verão, o uso recreativo das piscinas em clubes, condomínios e casas aumenta consideravelmente e, com isso, a frequência de limpeza da água também. O método de limpeza mais comum faz uso da adição de hipoclorito de cálcio Ca(ClO)₂ na piscina. Contudo, o método mais moderno utiliza a eletrólise de uma solução aquosa de NaCl. Nesse caso, o sal é adicionado à piscina, e, através de um sistema de bombas e eletrodos, ocorre a eletrólise da solução e a espécie ativa ClO^- (íon hipoclorito) é formada. A eletrólise é um processo no qual as espécies químicas são reduzidas e oxidadas, na presença de eletrodos e passagem de corrente elétrica.

Abaixo estão representadas as semi-reações envolvidas no processo de eletrólise da solução de NaCl (i e ii) assim como a reação de formação do íon hipoclorito (iii):

i. 2 Cl^-_(g) → Cl_2(aq) + 2 e^-

ii. 2 H₂O_(l) + 2 e^- → H_2(g) + 2 OH^-_(aq)

iii. Cl_2(g) + 2 OH^-_(aq) → Cl^-_(aq) + ClO^-_(aq) + H₂O_(l)

Analise as sentenças a seguir:

I. Durante o processo de limpeza são formadas espécies de cloro oxidadas e reduzidas.

II. A produção de gás cloro ocorre no catodo.

III. Ocorre a formação da espécie ativa (ClO^-) tanto na presença quanto na ausência de íons OH^-.

IV. Para que a eletrólise ocorra é preciso dois eletrodos: um será o catodo e o outro o anodo.

Marque a alternativa que apresenta apenas as sentenças CORRETAS.

A
(I) e (II)
B
(II) e (III)
C
(III) e (IV)
D
(I) e (IV)
E
(II) e (IV)

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Gabarito: D

Acompanhe o número de oxidação (Nox) do cloro.

I – correta. Na reação iii, o Cl₂ (Nox 0) vira Cl⁻ (Nox −1, reduzido) e ClO⁻ (Nox +1, oxidado). Na eletrólise (i), o Cl⁻ também é oxidado a Cl₂.
II – falsa. A semi-reação i é uma oxidação (perde elétrons), e a oxidação acontece no anodo. No catodo ocorre a redução da água (ii), que forma H₂ e OH⁻.
III – falsa. A reação iii consome OH⁻: sem esses íons, o hipoclorito não se forma.
IV – correta. A eletrólise precisa de dois eletrodos: anodo (oxidação) e catodo (redução).

Corretas: I e IV.

Resposta: D

Dica: na eletrólise, oxidação no anodo e redução no catodo (vogal com vogal, consoante com consoante: Anodo-Oxidação, Catodo-Redução).

Questão 3 · PISM 2023 · Módulo III (3º ano) · Questão 29média

Quando uma reação de oxirredução ocorre podemos perceber a transferência de elétrons entre as espécies químicas envolvidas na reação. Observe os seguintes potenciais padrão de redução.

Com base nos potenciais fornecidos acima, é possível verificar que:

A
a reação 2 Ag⁺ + Cu⁰ ⇆ 2 Ag⁰ + Cu²⁺ é espontânea.
B
uma lâmina de zinco metálico em contato com uma solução de sulfato de cobre não levará ao desgaste da lâmina de zinco.
C
o melhor agente redutor é o Ce.
D
o Fe³⁺ recebe elétrons mais facilmente do que o Ce⁴⁺.
E
a reação Ce⁴⁺ + Fe²⁺ ⇆ Ce³⁺ + Fe³⁺ não é espontânea.

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Gabarito: A

Na tabela, quanto maior o E⁰_red, maior a tendência de a espécie receber elétrons (oxidante forte). Uma reação é espontânea quando quem reduz tem E⁰_red maior que quem oxida.

A. Verdadeira. Ag⁺ (0,80 V) reduz e Cu (0,34 V) oxida: ΔE = 0,80 − 0,34 = +0,46 V > 0, espontânea.

B. Falsa. Zn (−0,76 V) se oxida diante de Cu²⁺ (0,34 V): ΔE = +1,10 V. A lâmina de zinco se desgasta e o cobre se deposita.

C. Falsa. O melhor redutor é a espécie que mais se oxida: o Zn, de menor potencial. O Ce⁴⁺ é o melhor oxidante.

D. Falsa. Ce⁴⁺ (1,440 V) recebe elétrons mais facilmente que Fe³⁺ (0,771 V).

E. Falsa. Ce⁴⁺ reduz e Fe²⁺ oxida: ΔE = 1,440 − 0,771 = +0,669 V, espontânea.

Resposta: A

Dica: ΔE = E⁰(quem reduz) − E⁰(quem oxida); se der positivo, a reação é espontânea.

Questão 4 · PISM 2021 · Módulo III (3º ano) · Questão 27fácil

A hematita (Fe₂O₃) é um mineral da classe dos óxidos de ferro. Esse óxido pode ser encontrado nos solos, rochas e em depósitos ferríferos do Brasil. A partir da hematita podemos obter o ferro metálico, como é indicado pela equação a seguir:

Fe₂O_3(s) + CO_(g) → Fe_(s) + CO_2(g)

A equação química acima NÃO está balanceada.

Indique a alternativa que apresenta CORRETAMENTE os coeficientes de acerto da equação para cada substância, respectivamente, assim como o agente redutor da reação.

A
3, 2, 6, 2, CO_(g).
B
1, 3, 2, 3, CO_(g).
C
1, 3, 1, 3, CO_2(g).
D
1, 3, 3, 1, Fe₂O_3(s).
E
3, 2, 6, 2, Fe₂O_3(s).

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Gabarito: B

1. Balanceamento: 1 Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂.
Conferindo: Fe 2 = 2; C 3 = 3; O 3 + 3 = 6 = 3 × 2.

2. Agente redutor: o carbono do CO passa de +2 para +4 no CO₂ (sofre oxidação), enquanto o ferro passa de +3 para 0 (sofre redução). Quem se oxida é o agente redutor: CO.

Coeficientes 1, 3, 2, 3 e redutor CO.

Resposta: B.

Por que as outras atraem: C escolhe o CO₂, que é o produto da oxidação, não o agente; D e E apontam o Fe₂O₃, que é o agente oxidante.

Dica: agente redutor é a espécie que contém o elemento que se oxida, sempre escrita como reagente.

Questão 5 · PISM 2020 · Módulo III (3º ano) · Questão 30fácil

O início do século XXI assistiu a uma proliferação de aparelhos eletroeletrônicos e o consequente aumento na demanda por pilhas e baterias, desafiando órgãos de regulação ambiental no que diz respeito à sua utilização, armazenamento e descarte. A respeito de pilhas e baterias, é CORRETO afirmar que:

A
A pilha alcalina consiste em um anodo de zinco metálico e um catodo feito de um bastão de grafite, rodeado por uma mistura em pó de dióxido de manganês e grafite. O eletrólito é uma solução aquosa de ácido clorídrico concentrado.
B
Do ponto de vista ambiental, as pilhas alcalinas representam alto risco, pois contêm metais tóxicos como mercúrio, chumbo e cádmio em sua composição.
C
As baterias automotivas, de chumbo/óxido de chumbo utilizam ácido sulfúrico como eletrólitos e, por esse motivo, não apresentam risco de contaminação ao meio-ambiente.
D
A Pilha de Daniell consiste em um anodo de zinco metálico, um catodo de cobre metálico e eletrólitos formados por sulfato de zinco e sulfato de cobre.
E
As pilhas e baterias usadas podem ser descartadas em lixões, pois, uma vez que pararam de funcionar, não representam mais risco ao meio-ambiente.

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Gabarito: D

A pilha de Daniell tem um eletrodo de zinco mergulhado em ZnSO₄ e um de cobre em CuSO₄, ligados por ponte salina:
- ânodo (oxidação): Zn → Zn²⁺ + 2e^–
- cátodo (redução): Cu²⁺ + 2e^– → Cu

As demais estão erradas:
- A: na pilha alcalina, o eletrólito é básico (KOH), não ácido clorídrico.
- B: as pilhas alcalinas atuais têm teores muito baixos de mercúrio, chumbo e cádmio; o maior risco está em baterias como as de chumbo e as de níquel-cádmio.
- C e E: baterias de chumbo e pilhas usadas contêm metais tóxicos e ácido; o descarte em lixão contamina solo e água.

Resposta: D

Dica: na pilha, o metal mais reativo (Zn) é o ânodo e se oxida; o íon do metal menos reativo (Cu²⁺) se reduz no cátodo.

Questão 6 · PISM 2019 · Módulo III (3º ano) · Questão 27média

A pilha de mercúrio é popularmente conhecida como pilha em forma de “botão” ou “moeda”, muito utilizada em calculadoras, controles remotos e relógios. Nessa pilha existe um amálgama de zinco (zinco dissolvido em mercúrio), óxido de mercúrio (II), e o eletrólito é o hidróxido de potássio. A partir das semirreações de redução do zinco e do mercúrio e seus respectivos potenciais padrão de redução, mostrados no quadro abaixo, assinale a alternativa que represente a pilha de mercúrio corretamente:

Semirreações	E⁰ (V)
Zn²⁺_(aq) + 2e^- ⇌ Zn_(s)	- 0,76
Hg²⁺_(aq) + 2e^- ⇌ Hg_(l)	+ 0,85

A
Zn_(s) | Zn²⁺_(aq) ‖ Hg²⁺_(aq) | Hg_(l) ΔE⁰ = + 1,61 V
B
Zn²⁺_(aq) | Zn_(s) ‖ Hg_(l) | Hg²⁺_(aq) ΔE⁰ = – 1,61 V
C
Hg²⁺_(aq) | Hg_(l) ‖ Zn_(s) | Zn²⁺_(aq) ΔE⁰ = + 1,61 V
D
Hg²⁺_(aq) | Hg_(l) ‖ Zn²⁺_(aq) | Zn_(s) ΔE⁰ = – 1,61 V
E
Zn²⁺_(aq) | Hg²⁺_(aq) ‖ Zn_(s) | Hg_(l) ΔE⁰ = + 0,09 V

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Gabarito: A

Os potenciais padrão de redução das semirreações do quadro são: Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn: −0,76 V; Hg²⁺ + 2e⁻ → Hg: +0,85 V.

1. Quem se oxida: o zinco, de menor potencial de redução, é o ânodo (Zn → Zn²⁺ + 2e⁻). O mercúrio, de maior potencial, é o cátodo (Hg²⁺ + 2e⁻ → Hg).

2. Diferença de potencial:
ΔE° = E°_red(cátodo) − E°_red(ânodo) = 0,85 − (−0,76) = +1,61 V

3. Notação da pilha: ânodo à esquerda, cátodo à direita:
Zn_(s) | Zn²⁺_(aq) ‖ Hg²⁺_(aq) | Hg_(l) ΔE° = +1,61 V

Resposta: A

Por que as outras atraem: C escreve o mercúrio como ânodo e mantém +1,61 V; B e D dão ΔE° negativo, que indicaria pilha não espontânea; E soma os potenciais sem trocar o sinal (0,85 − 0,76 = 0,09).

Dica: na notação, “oxidação ‖ redução” — o ânodo vem à esquerda.