Question

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⁺完全轉化為Fe³⁺．則該氧化物的化學式為（　�。�

• A． FeO
• B． Fe₂O₃
• C． Fe₃O₄
• D． Fe₅O₇

Answer 1

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

解答 解：設二價鐵離子的物質的量為xmol，三價鐵離子的物質的量為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，
依據電荷守恒可知最終溶液中溶質為氯化亞鐵和氯化鐵，依據電荷守恒可知二價鐵離子和三價鐵離子帶的正電荷總數等于氯離子帶電負電荷總數，即：2x+3y=0.1L×2.0mol/L；
溶液中只有二價鐵離子能與氯氣發生反應生成三價鐵離子，氯氣被還原為氯離子，依據氧化還原反應中得失電子守恒規律可知二價鐵失去的電子總數等于氯氣得到的電子總數，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）的物質的量分別為0.025mol、0.05mol，反應中HCl的H元素與氧化物中O元素全部結合生成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的計算，題目難度中等，注意反應中HCl的H元素與氧化物中O元素全部結合生成H₂O，反應后溶液成分為FeCl₃，為解答該題的關鍵，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．