Eletroquímica: exercícios resolvidos com gabarito comentado

Sempre que chega a hora de trabalhar eletroquímica na minha turma do terceiro ano, percebo a mesma dificuldade: os alunos decoram a equação da pilha de Daniell, mas travam quando precisam dizer quem oxida, quem reduz e para onde vão os elétrons. Foi por isso que comecei a montar, ano após ano, uma lista de questões comentadas que cobrissem esse raciocínio de ponta a ponta.

Neste post reuni seis questões reais, de vestibulares e do ENEM, todas com alternativas analisadas uma a uma. A ideia é que você consiga usar o material direto em aula, em listas ou em avaliações, e que também tenha um modelo de como comentar cada distrator com seus alunos.

O que é eletroquímica e por que ela cai tanto nas provas?

Eletroquímica é a parte da química que estuda a relação entre reações de oxirredução e corrente elétrica, nos dois sentidos: a reação espontânea que gera eletricidade, como nas pilhas, e a reação não espontânea forçada por uma corrente, como na eletrólise. O tema cai com frequência em vestibulares porque conecta conceitos de transferência de elétrons, potencial, energia e sustentabilidade. Nas questões que trabalho com a ferramenta do GeraProva, percebo que o assunto aparece tanto em itens de memorização quanto em análises de processos, o que o torna excelente para avaliar diferentes níveis de Bloom.

Quando você gera uma prova no GeraProva, pode escolher a etapa e o tema e receber questões já alinhadas a códigos da BNCC, o que ajuda a organizar o conteúdo sem precisar garimpar banco por banco.

Como diferenciar pilha e eletrólise nos exercícios?

A diferença central está na espontaneidade. Em uma pilha, a reação de oxirredução acontece sozinha e produz energia elétrica; por isso, o potencial da célula é positivo. Na eletrólise, a energia elétrica é fornecida de fora para forçar uma reação que não ocorreria naturalmente. Ensino isso com um quadro simples: no ânodo sempre ocorre oxidação e no cátodo sempre ocorre redução, independentemente do tipo de célula. Depois disso, o aluno só precisa verificar se a reação é espontânea ou forçada.

Esse critério resolve a maioria das questões de vestibular. Quando o enunciado fala em fonte externa de energia, provavelmente é eletrólise; quando fala em geração de corrente, é pilha.

Quais são as questões resolvidas deste post?

A seguir estão seis questões completas, com enunciado, alternativas comentadas, dica de resolução e o conceito a revisar. Use-as como estão ou adapte o enunciado para sua turma.

Questões prontas com gabarito comentado

Questão 1: célula de Daniell e a análise de afirmativas

A obtenção de energia é uma das grandes preocupações da sociedade contemporânea e, nesse aspecto, encontrar maneiras efetivas de gerar eletricidade por meio de reações químicas é uma contribuição significativa ao desenvolvimento científico e tecnológico. A figura mostra uma célula eletroquímica inventada por John Daniell em 1836. Trata-se de um sistema formado por um circuito externo capaz de conduzir a corrente elétrica e de interligar dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletrólito. Uma reação química que ocorre nesse sistema interligado leva à produção de corrente elétrica. Com base nessas informações, afirma-se que: I. Nessa célula eletroquímica, a energia produzida pela reação de oxirredução espontânea é transformada em eletricidade. II. Os elétrons caminham espontaneamente, pelo fio metálico, do eletrodo de zinco para o de cobre. III. A reação de redução do Cu2+ consome elétrons e, para compensar essa diminuição de carga, os íons K+ migram para o cátodo através da ponte salina. IV. A força eletromotriz gerada por essa célula eletroquímica a 25 °C equivale a –1,1 V. É correto o que se afirma em UNESP - 2011

• ✅ A) I, II e III, apenas. — Correta. I descreve a conversão de energia química em elétrica; II, o fluxo de elétrons do zinco (ânodo, onde ocorre a oxidação) para o cobre (cátodo, onde ocorre a redução); III, a redução do Cu2+ consumindo elétrons e a migração de cátions pela ponte salina para equilibrar as cargas.
• ❌ B) I, II e IV, apenas. — Errada porque a afirmação IV está incorreta: a fem da célula de Daniell é cerca de +1,1 V, e não –1,1 V. O sinal negativo indicaria reação não espontânea.
• ❌ C) I, III e IV, apenas. — Errada porque também inclui a afirmação IV. O potencial positivo é o que indica espontaneidade, e o sinal dado está invertido.
• ❌ D) II, III e IV, apenas. — Errada porque inclui a afirmação IV, que está errada pelo mesmo motivo: a força eletromotriz é positiva.
• ❌ E) I, II, III e IV. — Errada porque considera todas corretas, mas a afirmação IV é falsa.

Dica de resolução: analise cada afirmativa relacionando com o funcionamento da célula eletroquímica. Conceito central: célula eletroquímica e oxirredução. Conceito para revisão: estude reações de oxirredução e funcionamento de células eletroquímicas.

Questão 2: produção de hidrogênio verde por eletrólise

Atualmente busca-se minimizar o impacto ambiental causado por poluentes liberados à atmosfera pela queima de combustíveis fósseis por meio da obtenção de fontes alternativas de energia. Nesse sentido, um dos grandes desafios do químico é criar novos processos menos danosos ao meio ambiente para obtenção de energia. O hidrogênio verde é considerado um combustível do futuro e pode ser obtido com base em um método criado há quase 200 anos pelo físico e químico Michael Faraday. A figura a seguir ilustra um processo de formação de hidrogênio verde a partir da água, em que a energia elétrica utilizada é obtida por meio de uma fonte renovável, a energia eólica. Com base na produção de hidrogênio verde apresentada na figura e nos conhecimentos sobre eletroquímica e na Lei de Lavoisier, assinale a alternativa correta. UEL - 2024

• ❌ A) A reação química obtida para a produção de hidrogênio verde é considerada espontânea, pois a energia eólica é renovável. — Errada: a espontaneidade não depende de a fonte de energia ser renovável.
• ❌ B) O processo de obtenção de hidrogênio verde ocorre em uma célula galvânica por meio da eletrólise ígnea da água: no cátodo, ocorre a oxidação dos íons H⁺ e, no ânodo, a redução da água. — Errada: a eletrólise ígnea não é o processo usado, e as semirreações estão invertidas.
• ❌ C) A Lei de Lavoisier preconiza que, em uma reação química completa com reagente em excesso, a massa final de produtos será igual à massa inicial de reagentes. — Errada: a Lei de Lavoisier não se aplica diretamente ao processo de obtenção de hidrogênio verde.
• ✅ D) No processo de obtenção de hidrogênio verde, há eletrólise da água, cuja energia elétrica é proveniente da energia eólica renovável, sendo que, no ânodo, ocorre a oxidação da água formando O₂ e H⁺ e, no cátodo, a redução dos íons H⁺ formando H₂. — Correta: descreve corretamente a eletrólise da água alimentada por energia eólica.
• ❌ E) No processo de obtenção de hidrogênio verde, a energia eólica pode ser substituída pela solar, havendo assim a conversão de energia solar em eletricidade e, depois, em química, caracterizando a Lei de Lavoisier na reação espontânea de formação de H₂. — Errada: a substituição da fonte é possível, mas a alternativa não descreve corretamente a eletrólise e confunde a Lei de Lavoisier com espontaneidade.

Dica de resolução: analise o processo de eletrólise da água e aplique a Lei de Lavoisier para identificar a alternativa correta. Conceito para revisão: princípios da eletrólise da água e a Lei de Lavoisier sobre conservação de massa.

Questão 3: espécie formada no ânodo da bateria zinco-ar

Grupos de pesquisa em todo o mundo vêm buscando soluções inovadoras, visando à produção de dispositivos para a geração de energia elétrica. Dentre eles, pode-se destacar as baterias de zinco-ar, que combinam o oxigênio atmosférico e o metal zinco em um eletrólito aquoso de caráter alcalino. O esquema de funcionamento da bateria zinco-ar está apresentado na figura. No funcionamento da bateria, a espécie química formada no ânodo é:

• ❌ A) H₂ (g). — Errada: o H₂ não é formado no ânodo, pois a reação envolve o zinco.
• ❌ B) O₂ (g). — Errada: o O₂ participa da reação no cátodo, não no ânodo, onde ocorre a oxidação do zinco.
• ❌ C) H₂O (l). — Errada: a água é componente do eletrólito, mas não é gerada na reação do ânodo.
• ❌ D) OH⁻ (aq). — Errada: o íon pode estar presente, mas não é a espécie formada diretamente na oxidação do zinco.
• ✅ E) Zn(OH)₄²⁻ (aq). — Correta: é a espécie formada no ânodo durante a oxidação do zinco em meio alcalino.

Dica de resolução: analise o processo eletroquímico no ânodo da bateria zinco-ar. Conceito para revisão: reações de oxidação e redução em células eletroquímicas.

Questão 4: a transformação de energia em uma pilha

Em uma pilha, a energia química do reagente é transformada principalmente em qual forma de energia útil?

• ✅ A) Energia elétrica — Correta: pilhas convertem energia química em energia elétrica.
• ❌ B) Energia nuclear — Errada: não há transformação nuclear na pilha.
• ❌ C) Energia luminosa apenas — Errada: a luz pode ser efeito secundário, não a principal.
• ❌ D) Energia mecânica — Errada: a pilha não produz movimento como forma principal.
• ❌ E) Energia gravitacional — Errada: não há aumento de energia de posição.

Dica de resolução: identifique a transformação de energia em uma pilha eletroquímica. Conceito para revisão: tipos de energia e a função de uma pilha eletroquímica.

Questão 5: o que acontece na bateria durante a recarga

Antes de sair para ver a final da Copa em uma praça, uma pessoa coloca o celular para carregar. Ao carregar o celular, qual transformação de energia ocorre principalmente na bateria?

• ❌ A) A energia elétrica é transformada em energia mecânica para fazer o celular funcionar enquanto carrega. — Errada: a bateria não armazena energia mecânica.
• ❌ B) A energia elétrica é transformada diretamente em energia térmica e mantida assim na bateria. — Errada: o calor pode ocorrer, mas não é a forma armazenada.
• ❌ C) A energia elétrica é transformada principalmente em energia luminosa para indicar a carga do aparelho. — Errada: a luz é apenas sinalização, não o processo principal.
• ❌ D) A energia elétrica é transformada em energia sonora para avisar que a bateria está cheia. — Errada: o som é um aviso, não a energia armazenada.
• ✅ E) A energia elétrica é transformada e armazenada na forma de energia química. — Correta: na recarga, a energia elétrica recebida é convertida em energia química armazenada.

Dica de resolução: pense na energia que entra e na forma em que ela fica guardada na bateria. Conceito para revisão: energia e suas transformações.

Questão 6: corrente elétrica em uma célula a combustível

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 [FUVEST 2017 - Questão 76]

• ❌ A) 3,32. — Errada: não corresponde ao valor calculado.
• ✅ B) 6,43. — Correta: o cálculo a partir da energia liberada e do tempo de operação leva a este valor.
• ❌ C) 12,9. — Errada: não corresponde ao valor calculado.
• ❌ D) 386. — Errada: não corresponde ao valor calculado.
• ❌ E) 772. — Errada: a alternativa ignora a conversão correta das unidades.

Dica de resolução: use a relação entre energia, potência e carga elétrica para calcular a corrente. Conceito para revisão: energia elétrica, corrente e cálculo de carga elétrica.

Como usar esses exercícios na minha rotina de planejamento?

Costumo dividir a lista em três momentos. Primeiro, faço a questão 4 como aquecimento, porque ela trabalha só memorização e desperta a conversa sobre transformação de energia. Depois, uso as questões 1 e 3 para exercitar a identificação de ânodo e cátodo. Por fim, reservo as questões 2 e 6 para a turma que já domina o básico e precisa aplicar cálculos e a Lei de Lavoisier. Essa progressão funciona bem porque cada questão tem um nível de Bloom diferente, e o GeraProva mostra essa classificação na ficha de cada item.

Vale a pena montar uma prova inteira com o GeraProva?

Sim, principalmente quando você precisa de várias versões para evitar cola ou quer equilibrar níveis de dificuldade. Ao gerar uma prova, você recebe questões alinhadas à etapa e ao tema, com gabarito e comentário, e pode revisar tudo antes de aplicar. Isso me economiza algumas horas por bimestre, tempo que volto a usar para corrigir e dar retorno aos alunos.

Se você quer testar a geração de provas de eletroquímica com a sua turma, o cadastro grátis libera o início sem compromisso. Experimente, ajuste ao seu jeito de dar aula e veja se ganha tempo como eu ganhei. As questões aqui são exemplos de referência, e a decisão final sobre o que aplicar sempre é sua.