Question

碳化铁（Fe₃C）在冶金上称为渗碳体，为灰白色结晶粉末，与一定浓度的HNO₃反应，生成Fe（NO₃）₃、NO₂、NO、CO₂和水．当产物中n（NO₂）：n（NO）=1：1时，下列说法正确的是（　　）

• A、反应中生成标况下2.24L CO₂时转移电子数目为1.3N_A
• B、参加反应的Fe₃C和HNO₃的物质的量之比为1：9
• C、反应中产生CO₂和NO₂的体积比为1：4
• D、此反应中氧化剂是HNO₃，氧化产物是NO₂和NO

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：假设碳化铁（Fe₃C）中Fe、C元素化合价为0价，则Fe、C元素化合价升高总共为（3×3+4）=13，n（NO₂）：n（NO）=1：1，N元素化合价总共降低（3+1）=4，化合价升降最小公倍数为52，故Fe₃C的系数为4，NO₂、NO的系数为13，根据Fe原子守恒，则Fe（NO₃）₃的系数为12，由C原子守恒，则CO₂的系数为4，由N原子守恒，HNO₃的系数为62，故水的系数为31，配平方程式为：4Fe₃C+62HNO₃═12Fe（NO₃）₃+4CO₂↑+13NO↑+13NO₂↑+31H₂O，反应中只有N元素化合价降低，NO₂和NO是还原产物，根据N元素化合价计算注意电子数目，结合方程式解答B、C选项．

解答： 解：假设碳化铁（Fe₃C）中Fe、C元素化合价为0价，则Fe、C元素化合价升高总共为（3×3+4）=13，n（NO₂）：n（NO）=1：1，N元素化合价总共降低（3+1）=4，化合价升降最小公倍数为52，故Fe₃C的系数为4，NO₂、NO的系数为13，根据Fe原子守恒，则Fe（NO₃）₃的系数为12，由C原子守恒，则CO₂的系数为4，由N原子守恒，HNO₃的系数为62，故水的系数为31，配平方程式为：4Fe₃C+62HNO₃═12Fe（NO₃）₃+4CO₂↑+13NO↑+13NO₂↑+31H₂O，
A．反应中生成标况下2.24L CO₂，其物质的量为0.1mol，反应中只有N元素化合价降低，由方程式可知生成NO、NO₂的物质的量都是0.1mol×

13

4

，故转移电子为0.1mol×

13

4

×（3+1）×N_Amol^-1=1.3N_A，故A正确；
B．由方程式可知，参加反应的Fe₃C和HNO₃的物质的量之比为4：62=2：31，故B错误；
C．由方程式可知，反应中产生CO₂和NO₂的体积比为4：13，故C错误；
D．反应中只有N元素化合价降低，氧化剂是HNO₃，NO₂和NO是还原产物，故D错误，
故选A．

点评：本题考查氧化还原反应基本概念、配平与计算等，题目难度较大，配平方程式是解题关键，侧重考查学生分析解决问题能力的考查，由于Fe₃C中化合价不易确定，将元素化合价看作0价进行配平，注意掌握氧化还原反应配平的常用方法．