The balanced equation for the reduction of iron ore to the metal using CO is
Fe2 O3(s)+3 CO(g) 2 Fe(s)+3 CO2(g)
(a) What is the maximum mass of iron, in grams, that can be obtained from 454 g(1.00 lb) of iron(III) oxide?
(b) What mass of CO is required to react with 454 g of Fe2 O3 ?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente vai lidar com reações químicas balanceadas e cálculos de massa. Precisamos entender as proporções entre os reagentes e os produtos na equação dada para descobrir quanto de ferro podemos obter e quanto de monóxido de carbono (CO) é necessário.

Passo 2

Primeiro, vamos focar na parte (a): descobrir a massa máxima de ferro que pode ser obtida a partir de 454 g de óxido de ferro(III), que é Fe2O3.

Passo 3

Para isso, precisamos usar a equação química balanceada:
Fe2O3(s) + 3,CO(g) 2,Fe(s) + 3,CO2(g)
Essa equação nos mostra que 1 mol de Fe2O3 reage com 3 mols de CO para produzir 2 mols de ferro (Fe).

Passo 4

Agora, vamos calcular a massa molar de Fe2O3. A massa molar é a soma das massas atômicas dos elementos na molécula:
  • Ferro (Fe): aproximadamente 55,85 g/mol
  • Oxigênio (O): aproximadamente 16,00 g/mol
Então,
Massa molar de Fe2O3 = 2 times 55,85,g/mol + 3 times 16,00,g/mol = 159,7,g/mol

Passo 5

Com a massa molar, podemos encontrar quantos mols de Fe2O3 temos em 454 g:
Mols de Fe2O3 = 454,g159,7,g/mol approx 2,843,mol

Passo 6

Pela equação balanceada, 1 mol de Fe2O3 produz 2 mols de Fe. Então, 2,843 mol de Fe2O3 vão produzir:
2,843,mol times 2 = 5,686,mol de Fe

Passo 7

Agora, calculamos a massa de Fe produzida. A massa molar do ferro (Fe) é 55,85 g/mol:
Massa de Fe = 5,686,mol times 55,85,g/mol approx 317,5,g

Passo 8

Agora, vamos para a parte (b): descobrir a massa de monóxido de carbono (CO) necessária para reagir com 454 g de Fe2O3.

Passo 9

Já sabemos que temos 2,843 mol de Fe2O3 a partir de 454 g. Pela equação balanceada, 1 mol de Fe2O3 reage com 3 mols de CO. Então, vamos calcular quantos mols de CO precisamos.

Passo 10

Calculando os mols de CO:
Mols de CO = 2,843,mol times 3 = 8,529,mol

Passo 11

Agora, vamos encontrar a massa de CO necessária. A massa molar do CO é:
  • Carbono ©: 12,01 g/mol
  • Oxigênio (O): 16,00 g/mol
Então,
Massa molar de CO = 12,01,g/mol + 16,00,g/mol = 28,01,g/mol

Passo 12

Calculando a massa de CO:
Massa de CO = 8,529,mol times 28,01,g/mol approx 239,3,g

Resposta

A massa de monóxido de carbono necessária para reagir com 454 g de Fe2O3 é aproximadamente 239,3 gramas.

Exercícios relacionados