Questão 33) A redução de 35 g de óxido de ferro (III) ( Fe2 O3 ) em um forno produziu 8,80 g de ferro.
Fe2 O3(s)+CO(g) CO2(g)+Fe(s)
a) Balancei a equação química.
b) Qual é a massa de Fe obtido a partir do Fe2 O3 ?
c) Qual foi o rendimento percentual de ferro?
d) Quantos átomos de ferro são formados a partir da massa de b)?

Passo 1

O enunciado trata da redução de óxido de ferro(III) por monóxido de carbono, gerando ferro metálico e dióxido de carbono. O conteúdo envolve estequiometria de reação química, cálculo de massa teórica via molaridade, rendimento percentual e conversão de mols em número de átomos usando a constante de Avogadro.

Passo 2

Para balancear a reação, igualamos número de Fe, C e O de um lado e de outro. Começamos com
Fe2O3 + CO to CO2 + Fe
Balanceando:
  • Ferro: 2 átomos em Fe2O3 to coeficiente 2 em Fe.
  • Oxigênio: 3 átomos em Fe2O3 e 1 em cada CO to precisamos de 3 CO para ter 3 O, gerando 3 C O2.
    Logo a equação balanceada é
Fe2O3 + 3,CO to 3,CO2 + 2,Fe

Passo 3

Calculamos a massa teórica de Fe a partir de 35 g de Fe2O3.
O molar mass de Fe2O3 é
M(Fe2O3) =2cdot55,85 + 3cdot16 =159,7 g/mol
Logo o número de mols de Fe2O3 é
n(Fe2O3) =35159,7 approx0,219 mol
Pela estequiometria, cada mol de Fe2O3 gera 2 mol de Fe, então
n(Fe)=2times0,219=0,438 mol
A massa de Fe correspondente é
m(Fe) =0,438times55,85 approx24,5 g

Passo 4

O rendimento percentual compara a massa obtida experimentalmente ( 8,80 g) com a massa teórica ( 24,5 g):
% rendimento =8,8024,5times100% approx35,9%

Passo 5

Para encontrar quantos átomos de Fe correspondem a 0,438 mol, usamos a constante de Avogadro NA=6,022times10^23 mol^-1:
N =0,438times6,022times10^23 approx2,64times10^23 átomos á

Resposta

a) Fe2O3 + 3,CO to 3,CO2 + 2,Fe
b) 24,5 g de Fe (teórica)ó
c) 35,9%
d) 2,64times10^23 átomos de Fe.

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