Question

12．0.9molFe₂O₃與一定量CO反應后得到固體X，將X溶于足量稀鹽酸，再通入0.5molCl₂，恰好氧化完全．則X的組成及物質的量之比可能是（　　）

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

Answer 1

分析 先計算出0.9molFe₂O₃中含有鐵元素的總物質的量，然后分別根據各選項中各組分的物質的量之比及質量守恒定律計算出各組分的物質的量，再根據電子守恒計算出消耗氯氣的物質的量即可．

解答 解：A．若為2：3混合的Fe₃O₄與FeO，二者含有鐵元素的物質的量之比為2：1，0.9molFe₂O₃中含有1.8mol鐵離子，根據質量守恒定律，X中含有Fe₃O₄的物質的量為：1.8mol×$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{3}$=0.4mol，含有FeO的物質的量為：1.8mol×$\frac{1}{3}$=0.6mol；根據電子守恒0.4mol Fe₃O₄完全反應消耗氯氣的物質的量為：$\frac{0.4mol×3×（3-\frac{8}{3}）}{2}$=0.2mol，0.6molFeO與氯氣完全反應消耗氯氣的物質的量為：$\frac{0.6mol×（3-2）}{2}$=0.3mol，總共消耗氯氣的物質的量為0.2mol+0.3mol=0.5mol，滿足條件，故A正確；
B．若為3：5：4混合的Fe₃O₄、FeO與Fe，三者含有的鐵元素的物質的量之比為：9：5：4，則X中含有Fe₃O₄的物質的量為：1.8mol×$\frac{9}{18}$×$\frac{1}{3}$=0.3mol，含有FeO的物質的量為：1.8mol×$\frac{5}{18}$=0.5mol，含有Fe的物質的量為：1.8mol×$\frac{4}{18}$=0.4mol；0.3molFe₃O₄完全反應消耗氯氣的物質的量為：$\frac{0.3mol×3×（3-\frac{8}{3}）}{2}$=0.15mol，0.5molFeO與氯氣完全反應消耗氯氣的物質的量為：$\frac{0.5mol×（3-2）}{2}$=0.25mol，0.4mol鐵與鹽酸反應生成0.4mol氯化亞鐵，0.4mol氯化亞鐵完全反應消耗氯氣的物質的量為：$\frac{0.4mol×（3-2）}{2}$=0.2mol，所以總共消耗氯氣的物質的量為：0.15mol+0.25mol+0.2mol=0.6mol＞0.5mol，故B錯誤；
C．若為4：5混合的Fe₂O₃和FeO，二者含有的鐵元素的物質的量之比為8：5，則X中含有Fe₂O₃的物質的量為：1.8mol×$\frac{8}{13}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{7.2}{13}$mol，含有FeO的物質的量為：1.8mol×$\frac{5}{13}$=$\frac{9}{13}$mol，氧化鐵不消耗氯氣，$\frac{9}{13}$molFeO消耗氯氣的物質的量為：$\frac{9}{13}$mol×$\frac{3-2}{2}$=$\frac{9}{26}$mol，故C錯誤；
D．若為1：1：4混合的Fe₂O₃、Fe₃O₄與FeO，三者含有的鐵元素的物質的量之比為：2：3：4，則X中含有Fe₃O₄的物質的量為：1.8mol×$\frac{3}{9}$×$\frac{1}{3}$=0.2mol，含有FeO的物質的量為：1.8mol×$\frac{4}{9}$=0.8mol，含有Fe₂O₃的物質的量為：1.8mol×$\frac{2}{9}$×$\frac{1}{2}$=0.2mol；0.2molFe₃O₄完全反應消耗氯氣的物質的量為：$\frac{0.2mol×3×（3-\frac{8}{3}）}{2}$=0.1mol，0.8molFeO與氯氣完全反應消耗氯氣的物質的量為：$\frac{0.8mol×（3-2）}{2}$=0.4mol，氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵，氯化鐵不與氯氣反應，則消耗氯氣的總物質的量為：0.1mol+0.4mol=0.5mol，故D正確；
故選AD．

點評 本題考查了氧化還原反應的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應的實質為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．