Question

13．取含鐵、氧兩種元素的固體樣品11.6g，通入足量的CO并充分加熱，將產生的氣體通入足量澄清石灰水中，充分反應后，得到沉淀20.0g，該固體的組成可能是（　�。�

• A． Fe₃O₄
• B． Fe₃O₄和Fe₂O₃
• C． Fe和Fe₂O₃且質量比為7：20
• D． FeO和Fe₂O₃且質量比為9：20

Answer 1

分析 設鐵的氧化物化學式為Fe_xO_y，發(fā)生反應Fe_xO_y+yCO=xFe+yCO₂，可知氧化物中氧原子的物質的量等于二氧化碳的物質的量，澄清石灰水將生成的氣體充分吸收，產生沉淀20g為碳酸鈣的質量，根據n=$\frac{m}{M}$計算碳酸鈣的物質的量，根據碳原子守恒，氧化物中氧原子的物質的量等于二氧化碳的物質的量，
根據質量守恒n（Fe）求出n（Fe）：n（O），結合選項進行分析解答．

解答 解：澄清石灰水將生成的氣體充分吸收，產生沉淀20g為碳酸鈣的質量，物質的量為 $\frac{20g}{100g/mol}$=0.2mol，
根據碳原子守恒可知n（CO₂）=0.2mol，氧化物中氧原子的物質的量等于二氧化碳的物質的量，
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，質量比是：21：8，
A、Fe₃O₄中n（Fe）：n（O）=3：4，故A正確；
B、Fe₃O₄和Fe₂O₃組合，其中n（Fe）：n（O）不可能為5：7，故B錯誤；
C、設Fe和Fe₂O₃的質量比是x：y，
所以$\frac{x+\frac{112y}{160}}{\frac{48y}{160}}$=21：8，x：y=7：80，故C錯誤；
D、FeO和Fe₂O₃組合的質量比是m：n，

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

點評 本題考查混合物的有關計算，判斷氧化物中氧原子的物質的量等于二氧化碳的物質的量是解題的關鍵，題目難度中等．