Question

12．0.9molFe₂O₃与一定量CO反应后得到固体X，将X溶于足量稀盐酸，再通入0.5molCl₂，恰好氧化完全．则X的组成及物质的量之比可能是（　　）

• A． 2：3混合的Fe₃O₄与FeO
• B． 3：5：4混合的Fe₃O₄、FeO与Fe
• C． 4：5混合的Fe₂O₃和FeO
• D． 1：1：4混合的Fe₂O₃、Fe₃O₄与FeO

Answer 1

分析 先计算出0.9molFe₂O₃中含有铁元素的总物质的量，然后分别根据各选项中各组分的物质的量之比及质量守恒定律计算出各组分的物质的量，再根据电子守恒计算出消耗氯气的物质的量即可．

解答 解：A．若为2：3混合的Fe₃O₄与FeO，二者含有铁元素的物质的量之比为2：1，0.9molFe₂O₃中含有1.8mol铁离子，根据质量守恒定律，X中含有Fe₃O₄的物质的量为：1.8mol×$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{3}$=0.4mol，含有FeO的物质的量为：1.8mol×$\frac{1}{3}$=0.6mol；根据电子守恒0.4mol Fe₃O₄完全反应消耗氯气的物质的量为：$\frac{0.4mol×3×（3-\frac{8}{3}）}{2}$=0.2mol，0.6molFeO与氯气完全反应消耗氯气的物质的量为：$\frac{0.6mol×（3-2）}{2}$=0.3mol，总共消耗氯气的物质的量为0.2mol+0.3mol=0.5mol，满足条件，故A正确；
B．若为3：5：4混合的Fe₃O₄、FeO与Fe，三者含有的铁元素的物质的量之比为：9：5：4，则X中含有Fe₃O₄的物质的量为：1.8mol×$\frac{9}{18}$×$\frac{1}{3}$=0.3mol，含有FeO的物质的量为：1.8mol×$\frac{5}{18}$=0.5mol，含有Fe的物质的量为：1.8mol×$\frac{4}{18}$=0.4mol；0.3molFe₃O₄完全反应消耗氯气的物质的量为：$\frac{0.3mol×3×（3-\frac{8}{3}）}{2}$=0.15mol，0.5molFeO与氯气完全反应消耗氯气的物质的量为：$\frac{0.5mol×（3-2）}{2}$=0.25mol，0.4mol铁与盐酸反应生成0.4mol氯化亚铁，0.4mol氯化亚铁完全反应消耗氯气的物质的量为：$\frac{0.4mol×（3-2）}{2}$=0.2mol，所以总共消耗氯气的物质的量为：0.15mol+0.25mol+0.2mol=0.6mol＞0.5mol，故B错误；
C．若为4：5混合的Fe₂O₃和FeO，二者含有的铁元素的物质的量之比为8：5，则X中含有Fe₂O₃的物质的量为：1.8mol×$\frac{8}{13}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{7.2}{13}$mol，含有FeO的物质的量为：1.8mol×$\frac{5}{13}$=$\frac{9}{13}$mol，氧化铁不消耗氯气，$\frac{9}{13}$molFeO消耗氯气的物质的量为：$\frac{9}{13}$mol×$\frac{3-2}{2}$=$\frac{9}{26}$mol，故C错误；
D．若为1：1：4混合的Fe₂O₃、Fe₃O₄与FeO，三者含有的铁元素的物质的量之比为：2：3：4，则X中含有Fe₃O₄的物质的量为：1.8mol×$\frac{3}{9}$×$\frac{1}{3}$=0.2mol，含有FeO的物质的量为：1.8mol×$\frac{4}{9}$=0.8mol，含有Fe₂O₃的物质的量为：1.8mol×$\frac{2}{9}$×$\frac{1}{2}$=0.2mol；0.2molFe₃O₄完全反应消耗氯气的物质的量为：$\frac{0.2mol×3×（3-\frac{8}{3}）}{2}$=0.1mol，0.8molFeO与氯气完全反应消耗氯气的物质的量为：$\frac{0.8mol×（3-2）}{2}$=0.4mol，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁，氯化铁不与氯气反应，则消耗氯气的总物质的量为：0.1mol+0.4mol=0.5mol，故D正确；
故选AD．

点评 本题考查了氧化还原反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的化学计算能力．