Em uma indústria siderúrgica, a redução da hematita para a produção de ferro metálico é dada de acordo com a reação: Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO2(g) Qual a massa de ferro metálico, em gramas, que pode ser obtida a partir de 30 litros (Volume) de monóxido de carbono nas CNTP? Dados: Volume Molar de gás nas CNTP = 22,4ℓ/mol; Fe = 56u.
a) 20
b) 30
c) 40
d) 50
e) 60*Alternativa correta: D

Passo 1

Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma reação química que descreve a redução da hematita ( Fe2O3) para produzir ferro metálico ( Fe) utilizando monóxido de carbono ( CO). O enunciado nos dá o volume de CO disponível nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP) e pede para calcular a massa de ferro que pode ser produzida a partir desse volume de CO.
Conteúdos necessários:
  • Estequiometria das reações químicas.
  • Cálculo de mols a partir de volume utilizando a relação de volume molar nas CNTP.
  • Cálculo de massa a partir do número de mols e da massa molar.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de CO temos a partir do volume fornecido. Sabemos que o volume molar nas CNTP é de 22,4,L/mol.
Mols de CO = Volume de COVolume molar = 30,L22,4,L/mol approx 1,339,mol

Passo 3

Agora, vamos usar a equação balanceada para relacionar os mols de CO com os mols de Fe produzidos.
Fe2O3(s) + 3,CO(g) 2,Fe(s) + 3,CO2(g)
Segundo a equação, 3 mols de CO produzem 2 mols de Fe. Portanto, a relação é:
Mols de Fe = 23 times Mols de CO = 23 times 1,339,mol approx 0,893,mol

Passo 4

Por fim, vamos calcular a massa de ferro produzida utilizando a massa molar do ferro, que é 56,g/mol.
Massa de Fe = Mols de Fe times Massa molar = 0,893,mol times 56,g/mol approx 50,g

Resposta

A massa de ferro metálico que pode ser obtida é 50 gramas.

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