Na redução do minério: Fe2O3 (s) + 3 CO (g) ? 2 Fe (s) + 3 CO2 (g), misturam-se 160 g de Fe2O3 e 100 g de CO…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Na redução do minério: Fe2O3 (s) + 3 CO (g) ? 2 Fe (s) + 3 CO2 (g), misturam-se 160 g de Fe2O3 e 100 g de CO. Determine a massa de ferro obtida e identifique o reagente limitante. (Massa molar: Fe2O3=159,69 g·mol?¹; CO=28,01 g·mol?¹; Fe=55,85 g·mol?¹)
- A) 90 g de ferro com Fe2O3 como limitante e CO em excesso.
- B) 50,0 g de ferro é obtido, com CO sendo o limitante.
- C) 111,8 g de Fe; reagente limitante: Fe2O3.
- D) 100 g de ferro são formados a partir dos reagentes.
- E) 200 g de ferro são produzidos dessa reação.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Converter as massas em mols. Fe2O3: 160 g / 159,69 g/mol = 1,002 mol. CO: 100 g / 28,01 g/mol = 3,570 mol.
- Verificar a proporção estequiométrica. Pela equação, 1 mol de Fe2O3 reage com 3 mols de CO. Para consumir 1,002 mol de Fe2O3 seriam necessários 3,006 mol de CO, e temos 3,570 mol. Logo, o CO está em excesso e o Fe2O3 é o reagente limitante.
- Calcular a massa de ferro a partir do reagente limitante. A proporção é 1 mol de Fe2O3 para 2 mols de Fe. Então 1,002 mol de Fe2O3 produz 2,004 mol de Fe. Massa: 2,004 mol x 55,85 g/mol = 111,9 g, que corresponde à alternativa C (111,8 g, com diferença apenas de arredondamento).
- Conclusão. A massa de ferro obtida é de cerca de 111,8 g e o reagente limitante é o Fe2O3. Isso coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A: o limitante está certo, mas a massa de 90 g não corresponde ao cálculo estequiométrico. B: o CO não é limitante, pois há excesso dele em relação ao Fe2O3. D: a massa de ferro não é igual à massa de um reagente, pois a estequiometria define a quantidade produzida. E: 200 g não resulta de nenhum cálculo com as massas molares dadas.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de cada reagente e identifique o limitante.
Alternativa por alternativa
Identificou corretamente o Fe2O3 como limitante, mas errou o cálculo da massa de ferro, provavelmente por usar uma massa molar ou uma razão molar incorreta.
Por que engana: Confundir a quantidade de reagentes e não calcular corretamente a massa de ferro obtida, escolhendo uma alternativa que ignora a estequiometria da reação.
Acredita que o CO é o limitante, provavelmente comparando as massas brutas (100 g de CO contra 160 g de Fe2O3) sem converter para mols e sem usar a proporção de 3 para 1.
n(Fe2O3)=160/159,69=1,002 mol ? exige 3,006 mol CO; n(CO)=100/28,01=3,570 mol (excesso). Fe formado =2·1,002=2,004 mol ? 2,004·55,85=111,8 g.
Supõe que a massa de ferro formada é igual à massa de um dos reagentes (no caso, os 100 g de CO), ignorando que o produto depende da estequiometria e das massas molares.
Aplica o coeficiente 2 do Fe diretamente à massa dada (2 x 100 g), em vez de trabalhar com quantidades em mols e massas molares.
Raio-X da questão
reagente limitante e rendimento
avaliacao
cálculo estequiométrico · reagente limitante
Revisar cálculos de estequiometria e reagentes limitantes.
Confundir a quantidade de reagentes e não calcular corretamente a massa de ferro obtida, escolhendo uma alternativa que ignora a estequiometria da reação.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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