Question

某铁的氧化物，用2.0mol/L的盐酸100mL恰好能完全溶解，所得溶液再通入0.28L标准状况下的氯气时，刚好使溶液中Fe²⁺完全转化为Fe³⁺。则该氧化物的化学式为

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

Answer

C

【解析】设二价铁离子的物质的量为xmol，三价铁离子的物质的量为ymol，某铁的氧化物，用2.0mol/L的盐酸100mL在一定条件下恰好完全溶解，依据电荷守恒可知最终溶液中溶质为氯化亚铁和氯化铁，依据电荷守恒可知二价铁离子和三价铁离子带的正电荷总数等于氯离子带电负电荷总数，即：2xmol+3ymol=0.1L×2.0mol/L；溶液中只有二价铁离子能与氯气发生反应生成三价铁离子，氯气被还原为氯离子，依据氧化还原反应中得失电子守恒规律可知二价铁失去的电子总数等于氯气得到的电子总数，即：xmol×1=0.28L÷22.4L/mol=0.0125mol×2=0.025mol；解得：x=0.025，=0.05；所以该氧化物中Fe（+2价）与Fe（+3价）的物质的量分别为0.025mol、0.05mol，反应中HCl的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H2O，则氧化物中n（O）=1/2×n（HCl）=1/2×0.2mol=0.1mol，所以：n（Fe）：n（O）=0.075mol：0.1mol=3：4，该氧化物的化学式为Fe3O4，答案选C。

点睛：本题考查氧化还原反应的计算，注意反应中HCl的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H2O，反应后溶液成分为FeCl3，为解答该题的关键，计算时抓住电荷守恒定律、得失电子守恒定律是解题常用技巧。