Étape 1 : Équation chimique balancée

L'équation chimique balancée est :

\( 4 \, \text{Fe} + 3 \, \text{O}_2 \rightarrow 2 \, \text{Fe}_2\text{O}_3 \)

Étape 2 : Coefficients de chaque molécule

Molécule \( 4 \, \text{Fe} \) + \( 3 \, \text{O}_2 \) \( \rightarrow \) \( 2 \, \text{Fe}_2\text{O}_3 \)
Coefficient 4 + 3 \( \rightarrow \) 2

Étape 3 : Calcul du nombre de moles

Nous commençons par calculer le nombre de moles de fer (\( \text{Fe} \)) :

La masse molaire de \( \text{Fe} \) est 55,85 g/mol.

\( n_{\text{Fe}} = \frac{\text{masse}}{\text{masse molaire}} = \frac{20 \, \text{g}}{55,85 \, \text{g/mol}} = 0,358 \, \text{mol} \)

Molécule \( 4 \, \text{Fe} \) + \( 3 \, \text{O}_2 \) \( \rightarrow \) \( 2 \, \text{Fe}_2\text{O}_3 \)
Nombre de moles 0,358 mol - - - -

Étape 4 : Masse molaire des molécules

- Masse molaire de \( \text{Fe} \) : 55,85 g/mol

- Masse molaire de \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) : 159,7 g/mol

Molécule \( 4 \, \text{Fe} \) + \( 3 \, \text{O}_2 \) \( \rightarrow \) \( 2 \, \text{Fe}_2\text{O}_3 \)
Masse molaire (g/mol) 55,85 - 32,00 - 159,7

Étape 5 : Calcul de la masse d'oxyde de fer(III)

Selon le rapport stœchiométrique, 4 moles de fer produisent 2 moles d'oxyde de fer(III) (\( \text{Fe}_2\text{O}_3 \)) :

\( n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = \frac{2}{4} \times 0,358 \, \text{mol} = 0,179 \, \text{mol} \)

La masse de \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) est donnée par :

\( m_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} \times M_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = 0,179 \, \text{mol} \times 159,7 \, \text{g/mol} = 28,57 \, \text{g} \)

Tableau de synthèse

Molécule \( 4 \, \text{Fe} \) + \( 3 \, \text{O}_2 \) \( \rightarrow \) \( 2 \, \text{Fe}_2\text{O}_3 \)
Coefficient 4 + 3 \( \rightarrow \) 2
Nombre de moles 0,358 mol - - - 0,179 mol
Masse molaire (g/mol) 55,85 - 32,00 - 159,7
Masse d'oxyde de fer(III) (\( \text{Fe}_2\text{O}_3 \)) produite - - - - 28,57 g