Exercício 5.2 · Exame Nacional Física e Química A Época especial 2025

5. Os artefactos de ferro são fabricados desde a Antiguidade, sendo frequente encontrá-los em naufrágios de diferentes épocas.

Atualmente, a maior parte do ferro é obtida a partir de minério contendo elevada percentagem de trióxido de diferro, $\text{Fe}_2\text{O}_3\text{ (s)}$, num alto-forno, tal como representado na Figura 3.

As reações químicas que ocorrem no alto-forno podem ser traduzidas, de forma simplificada, por

$$3\text{ CO(g)} + \text{Fe}_2\text{O}_3\text{(s)} \longrightarrow 2\text{ Fe(l)} + 3\text{ CO}_2\text{(g)}$$

5.2. Este processo de produção de ferro, $\text{Fe}\,(\text{l})$, tem a desvantagem de produzir um gás com efeito de estufa, o dióxido de carbono, $\text{CO}_2\,(\text{g})$.

Considere que o minério usado contém $80\%$ de $\text{Fe}_2\text{O}_3\,(\text{s})$ ($M = 159{,}70\text{ g mol}^{-1}$) e que o rendimento da reação de produção de $\text{Fe}\,(\text{l})$ é $79\%$.

Calcule a massa de $\text{CO}_2\,(\text{g})$ ($M = 44{,}01\text{ g mol}^{-1}$) produzida na reação de $1{,}0\text{ tonelada}$ de minério, com excesso de $\text{CO}\,(\text{g})$.

Apresente todos os cálculos efetuados.