A equação química balanceada para a reação entre o ferro e o oxigênio para formar óxido de ferro (III) é:

4Fe(s) + 3O2(g) --> 2Fe2O3(s)

A partir da equação, podemos ver que 4 moles de ferro reagem com 3 moles de oxigênio para produzir 2 moles de óxido de ferro (III). A massa molar do ferro é 55,845 g/mol, e a massa molar do óxido de ferro (III) é 159,69 g/mol.

Para determinar os gramas de ferro necessários para reagir completamente com um excesso de oxigênio para formar 40 g de óxido de ferro (III), podemos usar a estequiometria. Primeiro, precisamos calcular o número de moles de óxido de ferro(III) produzido:

40 g Fe2O3 / 159,69 g/mol =0,250 mol Fe2O3

De acordo com a equação química balanceada, 2 moles de óxido de ferro (III) são produzidos a partir de 4 moles de ferro. Portanto, o número de mols de ferro necessários é:

4 moles de Fe / 2 moles de Fe2O3 * 0,250 mol de Fe2O3 =0,500 mol de Fe

Finalmente, podemos converter os mols de ferro em gramas usando a massa molar do ferro:

0,500 mol Fe * 55,845 g/mol =27,92 g Fe

Portanto, serão necessários aproximadamente 27,92 gramas de ferro para reagir completamente com um excesso de oxigênio para formar 40 gramas de óxido de ferro (III).