3.某鐵的氧化物,用2.0mol/L的鹽酸100mL恰好能完全溶解,所得溶液再通入0.28L標準狀況下的氯氣時,剛好使溶液中Fe2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+.則該氧化物的化學式為( 。
A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe5O7

分析 n(HCl)=0.1L×2mol/L=0.2mol,n(Cl2)=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$=0.0125mol,依據(jù)電荷守恒和氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)目守恒解答.

解答 解:設(shè)二價鐵離子的物質(zhì)的量為xmol,三價鐵離子的物質(zhì)的量為ymol,
由某鐵的氧化物,用2.0mol/L的鹽酸100mL在一定條件下恰好完全溶解,
依據(jù)電荷守恒可知最終溶液中溶質(zhì)為氯化亞鐵和氯化鐵,依據(jù)電荷守恒可知二價鐵離子和三價鐵離子帶的正電荷總數(shù)等于氯離子帶電負電荷總數(shù),即:2x+3y=0.1L×2.0mol/L;
溶液中只有二價鐵離子能與氯氣發(fā)生反應(yīng)生成三價鐵離子,氯氣被還原為氯離子,依據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律可知二價鐵失去的電子總數(shù)等于氯氣得到的電子總數(shù),即:x×1=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$=0.0125mol×2=0.025mol;
解得:x=0.025mol;y=0.05mol;
所以該氧化物中Fe(+2價)與Fe(+3價)的物質(zhì)的量分別為0.025mol、0.05mol,反應(yīng)中HCl的H元素與氧化物中O元素全部結(jié)合生成H2O,則氧化物中n(O)=$\frac{1}{2}$×n(HCl)=$\frac{1}{2}$×0.2mol=0.1mol,所以:n(Fe):n(O)=0.075mol:0.1mol=3:4,
該氧化物的化學式為Fe3O4,
故選C.

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)的計算,題目難度中等,注意反應(yīng)中HCl的H元素與氧化物中O元素全部結(jié)合生成H2O,反應(yīng)后溶液成分為FeCl3,為解答該題的關(guān)鍵,計算時抓住電荷守恒定律、得失電子守恒定律是解題常用技巧.

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