Question

13．取含铁、氧两种元素的固体样品11.6g，通入足量的CO并充分加热，将产生的气体通入足量澄清石灰水中，充分反应后，得到沉淀20.0g，该固体的组成可能是（　　）

• A． Fe₃O₄
• B． Fe₃O₄和Fe₂O₃
• C． Fe和Fe₂O₃且质量比为7：20
• D． FeO和Fe₂O₃且质量比为9：20

Answer 1

分析 设铁的氧化物化学式为Fe_xO_y，发生反应Fe_xO_y+yCO=xFe+yCO₂，可知氧化物中氧原子的物质的量等于二氧化碳的物质的量，澄清石灰水将生成的气体充分吸收，产生沉淀20g为碳酸钙的质量，根据n=$\frac{m}{M}$计算碳酸钙的物质的量，根据碳原子守恒，氧化物中氧原子的物质的量等于二氧化碳的物质的量，
根据质量守恒n（Fe）求出n（Fe）：n（O），结合选项进行分析解答．

解答 解：澄清石灰水将生成的气体充分吸收，产生沉淀20g为碳酸钙的质量，物质的量为 $\frac{20g}{100g/mol}$=0.2mol，
根据碳原子守恒可知n（CO₂）=0.2mol，氧化物中氧原子的物质的量等于二氧化碳的物质的量，
即n（O）=n（CO₂）=0.2mol，n（Fe）=$\frac{m}{M}$=$\frac{11.6g-0.2mol×16g/mol}{56g/mol}$=0.15mol，
n（Fe）：n（O）=0.15mol：0.2mol=3：4，质量比是：21：8，
A、Fe₃O₄中n（Fe）：n（O）=3：4，故A正确；
B、Fe₃O₄和Fe₂O₃组合，其中n（Fe）：n（O）不可能为5：7，故B错误；
C、设Fe和Fe₂O₃的质量比是x：y，
所以$\frac{x+\frac{112y}{160}}{\frac{48y}{160}}$=21：8，x：y=7：80，故C错误；
D、FeO和Fe₂O₃组合的质量比是m：n，

$\frac{\frac{56m}{72}+\frac{112n}{160}}{\frac{16m}{72}+\frac{48n}{160}}$=21：8，m：n=9：20，故D正确．
故选：AD．

点评 本题考查混合物的有关计算，判断氧化物中氧原子的物质的量等于二氧化碳的物质的量是解题的关键，题目难度中等．