Reação química:

Fe(s)+2 HCl(aq)→FeCl2(aq)+H2(g)\text{Fe(s)} + 2\,\text{HCl(aq)} \rightarrow \text{FeCl}_2\text{(aq)} + \text{H}_2\text{(g)}

Fe(s)+2HCl(aq)→FeCl2

​(aq)+H2

​(g)

Dados:

• Volume de HCl = 240,0 L
• Concentração de HCl = 12 mol/L
• Massa de Fe = 80,64 kg
• Temperatura = 25 ºC = 298 K
• Pressão = 1 atm
• R = 0,082 L·atm·K⁻¹·mol⁻¹

n=C⋅V=12⋅240=2880 mol de HCln = C \cdot V = 12 \cdot 240 = 2880 \text{ mol de HCl}

n=C⋅V=12⋅240=2880 mol de HCl

Massa em gramas:

80,64 kg=80640 g80{,}64\ \text{kg} = 80640\ \text{g}

80,64 kg=80640 g

n(Fe)=8064056=1440 moln(\text{Fe}) = \frac{80640}{56} = 1440\ \text{mol}

n(Fe)=56

80640

​=1440 mol

Pela reação:

• 1 mol de Fe reage com 2 mol de HCl

Para 1440 mol de Fe, seriam necessários:

2×1440=2880 mol de HCl2 \times 1440 = 2880\ \text{mol de HCl}

2×1440=2880 mol de HCl

Temos exatamente 2880 mol de HCl

✅ Logo, Fe e HCl estão em proporção estequiométrica

Nenhum sobra.

Pela equação:

1 mol de Fe→1 mol de H21\ \text{mol de Fe} \rightarrow 1\ \text{mol de H}_2

1 mol de Fe→1 mol de H2

​

n(H2)=1440 moln(\text{H}_2) = 1440\ \text{mol}

n(H2

​)=1440 mol

PV=nRTPV = nRT

PV=nRT

V=nRTPV = \frac{nRT}{P}

V=P

nRT

​

V=1440⋅0,082⋅2981V = \frac{1440 \cdot 0{,}082 \cdot 298}{1}

V=1

1440⋅0,082⋅298

​

V≈35186 LV \approx 35186\ \text{L}

V≈35186 L

Arredondando:

V≈35.000 LV \approx 35.000\ \text{L}

V≈35.000 L

Volume de hidrogênio ≈ 35.000 L

Alternativa correta: D