Question

14．球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X．实验室测定化合物X的组成实验如图，下列说法不正确的是（　　）

• A． 固体2是氧化铁
• B． X与足量的热浓硝酸反应有NO₂和CO₂生成
• C． 溶液甲中可能含有Fe³⁺
• D． X的化学式可以表示为Fe₃C₂

Answer 1

分析 依据框图可知：铁碳化合物X在足量空气中煅烧得固体1为铁的氧化物，铁元素化合价可以是+2、+3价，溶于盐酸所得溶液中可能Fe²⁺和Fe³⁺，再能入足量的氯气，溶液中都为+3价的铁，加热蒸发，铁离子水解，生成氢氧化铁，灼烧后氢氧化铁分解得固体2为氧化铁，依据固体2质量为24.0g计算铁元素的质量，依据铁元素质量守恒计算铁碳化合物中碳元素的质量，然后计算铁原子个数、碳原子个数比确定铁碳化合物化学式．

解答 解：依据框图可知：铁碳化合物X在足量空气中煅烧得固体1为铁的氧化物，铁元素化合价可以是+2、+3价，溶于盐酸所得溶液中可能Fe²⁺和Fe³⁺，再能入足量的氯气，溶液中都为+3价的铁，加热蒸发，铁离子水解，生成氢氧化铁，灼烧后氢氧化铁分解得固体2为氧化铁，依据固体2质量为24.0g，则氧化铁中铁元素质量=$\frac{112}{160}$×24g=16.8g，依据铁元素质量守恒可知铁碳化合物中铁元素质量为16.8，物质的量为$\frac{16.8}{56}$mol；则X中碳的质量为18g-16.8g=1.2g，物质的量为$\frac{1.2}{12}$mol，所以在X中铁、碳原子的物质的量之比为：$\frac{16.8}{56}$：$\frac{1.2}{12}$=3：1，所以X的化学式为Fe₃C；
A．依据分析可知固体2是氧化铁，故A正确；
B．Fe₃C与热的浓硝酸发生氧化还原反应，碳元素可被氧化成二氧化碳，硝酸中的氮可被还原成二氧化氮，故B正确；
C．依据分析可知：溶液甲中可能含有Fe³⁺，故C正确；
D．的化学式可以表示为Fe₃C，故D错误；
故选：D．

点评 本题为框图推断题，熟悉铁及其化合物的性质是解题关键，注意质量守恒定律在计算中的应用，题目难度较大．