Para a obtenção do ferro a partir da hematita (Fe2O3), no interior de um alto-forno, o gás redutor (CO)…

Questão

Para a obtenção do ferro a partir da hematita (Fe2O3), no interior de um alto-forno, o gás redutor (CO) atravessa totalmente a matéria-prima no sentido ascendente, reduzindo o minério de ferro. O processo pode ser simplificadamente representado pela equação química NÃO BALANCEADA: Fe2O3 + CO ? Fe + CO2 Considerando o processo acima representado, considere as afirmações I, II, III e IV abaixo. I. O ferro presente na hematita apresenta número de oxidação igual a +2. II. De acordo com o processo, para cada mol de hematita adicionada, são utilizados 3 mol de monóxido de carbono. III. Para um rendimento global igual a 50%, a massa de ferro formada a partir de 1280 kg de hematita é de 448 kg. IV. O gás carbônico dissolvido em água forma uma solução que apresenta valor de pH maior do que 7. É correto afirmar que (Mackenzie 2011)

1. A) apenas I e II são verdadeiras.
2. B) apenas III é verdadeira.
3. C) apenas II e III são verdadeiras.
4. D) apenas II e IV são verdadeiras.
5. E) apenas IV é verdadeira.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Balancear a equação: Fe2O3 + 3 CO produz 2 Fe + 3 CO2. Passo 2: Verificar a afirmação I. O oxigênio tem número de oxidação -2. No Fe2O3 há 3 oxigênios, somando -6. Como há 2 átomos de ferro, cada Fe tem número de oxidação +3. Logo, I é falsa. Passo 3: Verificar a afirmação II. Pela equação balanceada, 1 mol de Fe2O3 reage com 3 mol de CO, logo II é verdadeira. Passo 4: Verificar a afirmação III. A massa molar do Fe2O3 é 160 g/mol. Em 1280 kg (1280000 g), há 1280000 / 160 = 8000 mol de Fe2O3. Pela estequiometria, 1 mol de Fe2O3 produz 2 mol de Fe, então 8000 mol de Fe2O3 produzem 16000 mol de Fe, ou seja, 16000 x 56 g = 896000 g = 896 kg. Com rendimento de 50%, a massa obtida é 448 kg. Logo, III é verdadeira. Passo 5: Verificar a afirmação IV. O CO2 dissolvido em água forma ácido carbônico (H2CO3), que torna o meio ácido, com pH menor que 7. Logo, IV é falsa. Passo 6: Conclusão: somente II e III são verdadeiras, o que corresponde à alternativa C. Por que as demais estão erradas: A inclui a afirmação I, que é falsa, pois o ferro na hematita tem número de oxidação +3. B ignora a afirmação II, que é verdadeira, pois 1 mol de hematita consome 3 mol de CO. D inclui a afirmação IV, que é falsa, pois a solução de CO2 em água é ácida. E aceita a afirmação IV, que é falsa, e rejeita as afirmações II e III, que são verdadeiras.

💡 Dica: Balanceie a equação e calcule as massas considerando o rendimento.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão