O ciclo do cobre é um experimento didático em que o cobre metálico é utilizado como reagente de partida. Após uma sequência de reações (I, II, III, IV e V), o cobre retorna ao seu estado inicial ao final do ciclo.
A reação de redução do cobre ocorre na etapa
Esta questão avalia o conceito de oxidação e redução (reações redox) aplicado ao ciclo do cobre, um experimento clássico em que o cobre metálico (Cu^0) passa por transformações e retorna ao seu estado original.
Para identificar a etapa de redução, é necessário acompanhar o número de oxidação (Nox) do cobre em cada etapa:
Etapa I: Cu^0 + HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 — o cobre sai de Nox 0 para +2: é uma oxidação.
Etapa II: Cu(NO_3)_2 + NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 — o cobre permanece com Nox +2: sem variação, sem redox.
Etapa III: Cu(OH)_2 \xrightarrow{\Delta} CuO + H_2O — o cobre permanece com Nox +2: sem redox (decomposição térmica).
Etapa IV: CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O — o cobre permanece com Nox +2: sem redox.
Etapa V: CuSO_4 + Zn + HCl \rightarrow Cu^0 + ZnSO_4 + \ldots — o cobre passa de Nox +2 para 0, ganhando elétrons: isso é uma redução. O zinco (Zn), por ser mais reativo que o cobre, doa elétrons e desloca o Cu^{2+} da solução, restabelecendo o cobre metálico.
Portanto, a etapa em que ocorre a redução do cobre é a etapa V, onde Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu^0.
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