Question

7．球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X．实验室测定化合物X的组成实验如下：
化合物18.0g$→_{高温煅烧}^{足量空气}$固体1$\stackrel{过量盐酸}{→}$溶液甲$\stackrel{足量Cl_{2}}{→}$溶液乙$→_{灼烧}^{加热、蒸发}$固体24.0g
下列说法不正确的是（　　）

• A． 固体2是氧化铁
• B． X的化学式可以表示为Fe₃C₂
• C． 溶液甲中可能含有Fe³⁺
• D． X与足量的热浓硝酸反应有NO₂和CO₂生成

Answer 1

分析 铁碳化合物X，在足量空气中煅烧得固体1为铁的氧化物，可以有+2价或+3价的铁，溶于盐酸所得溶液中可能Fe²⁺和Fe³⁺，再能入足量的氯气，溶液中都为+3价的铁，加热蒸发，铁离子水解，生成氢氧化铁，灼烧后氢氧化铁分解得固体2为氧化铁，24g氧化铁中含有铁元素的质量为$\frac{112}{160}×24g$=16.8g，利用元素守恒，可计算得化合物X中铁元素的质量也是16.8g，进而求得X中碳元素的质量为18g-16.8g=1.2g，所以在X中铁、碳原子的物质的量之比为$\frac{16.8}{56}：\frac{1.2}{12}$=3：1，所以X的化学式为Fe₃C，Fe₃C与热的浓硝酸发生氧化还原反应，碳元素可被氧化成二氧化碳，硝酸中的氮可被还原成二氧化氮，据此答题．

解答 解：铁碳化合物X，在足量空气中煅烧得固体1为铁的氧化物，可以有+2价或+3价的铁，溶于盐酸所得溶液中可能Fe²⁺和Fe³⁺，再能入足量的氯气，溶液中都为+3价的铁，加热蒸发，铁离子水解，生成氢氧化铁，灼烧后氢氧化铁分解得固体2为氧化铁，24g氧化铁中含有铁元素的质量为$\frac{112}{160}×24g$=16.8g，利用元素守恒，可计算得化合物X中铁元素的质量也是16.8g，进而求得X中碳元素的质量为18g-16.8g=1.2g，所以在X中铁、碳原子的物质的量之比为$\frac{16.8}{56}：\frac{1.2}{12}$=3：1，所以X的化学式为Fe₃C，Fe₃C与热的浓硝酸发生氧化还原反应，碳元素可被氧化成二氧化碳，硝酸中的氮可被还原成二氧化氮．
A、固体2是氧化铁，故A正确；
B、X的化学式可以表示为Fe₃C，故B错误；
C、溶液甲中可能含有Fe³⁺，故C正确；
D、X与足量的热浓硝酸反应有NO₂和CO₂生成，故D正确；
故选B．

点评 本题主要考查了铁的相关知识，结合实验过程利用元素守恒分析和计算，中等难度，答题时注意元素化合物知识的灵活运用．