Question

6．球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X．实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下：

下列说法不正确的是（　　）

• A． 固体2是氧化铁
• B． X的化学式可以表示为Fe₃C₂
• C． 溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0g固体
• D． X与足量的热浓硝酸反应有NO₂和CO₂生成

Answer 1

分析 铁碳化合物X，在足量空气中煅烧得固体1为铁的氧化物，可以有+2价或+3价的铁，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，24g氧化铁中含有铁元素的质量为$\frac{112}{160}$g=16.8g，利用元素守恒，可计算得化合物X中铁元素的质量也是16.8g，进而求得X中碳元素的质量为18g-16.8g=1.2g，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，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，据此进行答题．

解答 解：铁碳化合物X，在足量空气中煅烧得固体1为铁的氧化物，可以有+2价或+3价的铁，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，24g氧化铁中含有铁元素的质量为$\frac{112}{160}$g=16.8g，利用元素守恒，可计算得化合物X中铁元素的质量也是16.8g，进而求得X中碳元素的质量为18g-16.8g=1.2g，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，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，根据上面的分析可知，
A．根据分析可知，固体2是氧化铁，故A正确；
B．X的化学式可以表示为Fe₃C，故B错误；
C．溶液甲为氯化亚铁和氯化铁的混合物，直接加热、蒸发、灼烧，最终也可以得到氧化铁，故C正确；
D．X与足量的热浓硝酸反应有NO₂和CO₂生成，故D正确；
故选B．

点评 本题主要考查了物质分离与提纯方法的综合应用，题目难度中等，结合实验过程利用元素守恒分析和计算，解答时注意元素化合物知识的灵活运用，试题充分考查了学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．