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...

O ciclo do cobre é um experimento didático em que o... | Questão de Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Para resolver esta questão, precisamos analisar o número de oxidação (Nox) do cobre em cada uma das etapas do ciclo apresentado:

Estado Inicial: O ciclo começa com o cobre em sua forma elementar, ou seja, cobre metálico ( $Cu^{0}$ ). Portanto, no início, o $Nox(Cu) = 0$ .
Etapa I (Oxidação): O cobre metálico reage (geralmente com ácido nítrico, $HNO_{3}$ ) para formar o íon cobre(II) em solução, $Cu^{2 +} (aq)$ (na forma de nitrato de cobre). Aqui, o Nox do cobre aumenta de $0$ para $+ 2$ . Houve, portanto, uma oxidação.
Etapa II (Precipitação): O $Cu^{2 +}$ reage com uma base (como o hidróxido de sódio, $NaOH$ ) para formar o hidróxido de cobre(II), $Cu(OH)_{2}$ , que é um precipitado azul. O Nox do cobre continua $+ 2$ .
Etapa III (Decomposição Térmica): Sob aquecimento, o $Cu(OH)_{2}$ se decompõe em óxido de cobre(II), $CuO$ (sólido preto), e água. O Nox do cobre permanece $+ 2$ .
Etapa IV (Formação de Sal): O $CuO$ reage com um ácido (como o ácido sulfúrico, $H_{2} SO_{4}$ ) para formar o sulfato de cobre(II), $CuSO_{4}$ , retornando os íons $Cu^{2 +}$ para a solução. O Nox do cobre permanece $+ 2$ .
Etapa V (Redução): Para fechar o ciclo e retornar ao cobre metálico ( $Cu^{0}$ ), adiciona-se um metal mais reativo (como o zinco, $Zn$ , ou magnésio, $Mg$ ). O metal adicionado se oxida e transfere elétrons para os íons $Cu^{2 +}$ , reduzindo-os a cobre metálico ( $Cu^{0}$ ). Como o Nox do cobre diminui de $+ 2$ para $0$ , ocorre uma reação de redução.

Portanto, a etapa em que ocorre a redução do cobre é a etapa V.