1. (URCA/2024.2) O ferro(II) sofre oxidação na presença de peróxido de hidrogênio, em meio ácido, conforme a equação não balanceada:
F e_{(a q)}^{2+}+H_{2} O_{2(a q)}+H_{(a q)}^{+} \rightarrow F e_{(a q)}^{3+}+H_{2} O_{(l)}
Qual a quantidade de F e^{3+}, em mols, que será produzida a partir de 200 \mathbf{~ m L} de uma solução 0,5 \mathbf{M} de \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} e com F e^{2+} em excesso?
A) 0,01 \mathrm{~mol}
B) 0,1 \mathrm{~mol}
C) 0,2 \mathrm{~mol}
D) 0,02 \mathrm{~mol}
E) 0,3 \mathrm{~mol}

Passo 1

O enunciado dá a reação não balanceada em meio ácido:
Fe^{2+}_{(aq)} + H_{2}O_{2\,(aq)} + H^+_{(aq)} \to Fe^{3+}_{(aq)} + H_{2}O_{(l)}
e pede a quantidade de Fe^{3+} (em mols) formada a partir de 200\text{ mL} de 0,5\text{ M} de H_{2}O_{2}, com Fe^{2+} em excesso. Vamos balancear a reação por oxirredução em meio ácido e depois usar a estequiometria com a concentração dada.

Passo 2

Escrevemos as meias-reações de oxidação e redução:
Oxidação de ferro(II) a ferro(III):
Fe^{2+} \to Fe^{3+} + e^-
Redução do peróxido em água:
H_{2}O_{2} + 2\,H^+ + 2\,e^- \to 2\,H_{2}O

Passo 3

Igualamos os elétrons trocados: multiplicamos a meia-reação de Fe^{2+} por 2 e somamos:
2\,(Fe^{2+} \to Fe^{3+} + e^-) \quad\text{e}\quad H_{2}O_{2} + 2\,H^+ + 2\,e^- \to 2\,H_{2}O
dá a equação balanceada:
H_{2}O_{2} + 2\,H^+ + 2\,Fe^{2+} \to 2\,Fe^{3+} + 2\,H_{2}O

Passo 4

Da estequiometria, 1 mol de H_{2}O_{2} produz 2 mols de Fe^{3+}. Calculamos os mols de H_{2}O_{2} disponíveis:
n_{H_{2}O_{2}} = C \times V = 0,5\;\text{mol/L} \times 0,200\;\text{L} = 0,10\;\text{mol}.
Logo, os mols de Fe^{3+} formados são
n_{Fe^{3+}} = 2 \times n_{H_{2}O_{2}} = 2 \times 0,10 = 0,20\;\text{mol}.

Resposta

A quantidade de Fe^{3+} formada é 0,20 mol, ou seja, alternativa C.

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