Question

碳化鐵（Fe₃C）在冶金上稱為滲碳體，為灰白色結(jié)晶粉末，與一定濃度的HNO₃反應(yīng)，生成Fe（NO₃）₃、NO₂、NO、CO₂和水．當(dāng)產(chǎn)物中n（NO₂）：n（NO）=1：1時(shí)，下列說法正確的是（　�。�

• A、反應(yīng)中生成標(biāo)況下2.24L CO₂時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為1.3N_A
• B、參加反應(yīng)的Fe₃C和HNO₃的物質(zhì)的量之比為1：9
• C、反應(yīng)中產(chǎn)生CO₂和NO₂的體積比為1：4
• D、此反應(yīng)中氧化劑是HNO₃，氧化產(chǎn)物是NO₂和NO

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：假設(shè)碳化鐵（Fe₃C）中Fe、C元素化合價(jià)為0價(jià)，則Fe、C元素化合價(jià)升高總共為（3×3+4）=13，n（NO₂）：n（NO）=1：1，N元素化合價(jià)總共降低（3+1）=4，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為52，故Fe₃C的系數(shù)為4，NO₂、NO的系數(shù)為13，根據(jù)Fe原子守恒，則Fe（NO₃）₃的系數(shù)為12，由C原子守恒，則CO₂的系數(shù)為4，由N原子守恒，HNO₃的系數(shù)為62，故水的系數(shù)為31，配平方程式為：4Fe₃C+62HNO₃═12Fe（NO₃）₃+4CO₂↑+13NO↑+13NO₂↑+31H₂O，反應(yīng)中只有N元素化合價(jià)降低，NO₂和NO是還原產(chǎn)物，根據(jù)N元素化合價(jià)計(jì)算注意電子數(shù)目，結(jié)合方程式解答B(yǎng)、C選項(xiàng)．

解答： 解：假設(shè)碳化鐵（Fe₃C）中Fe、C元素化合價(jià)為0價(jià)，則Fe、C元素化合價(jià)升高總共為（3×3+4）=13，n（NO₂）：n（NO）=1：1，N元素化合價(jià)總共降低（3+1）=4，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為52，故Fe₃C的系數(shù)為4，NO₂、NO的系數(shù)為13，根據(jù)Fe原子守恒，則Fe（NO₃）₃的系數(shù)為12，由C原子守恒，則CO₂的系數(shù)為4，由N原子守恒，HNO₃的系數(shù)為62，故水的系數(shù)為31，配平方程式為：4Fe₃C+62HNO₃═12Fe（NO₃）₃+4CO₂↑+13NO↑+13NO₂↑+31H₂O，
A．反應(yīng)中生成標(biāo)況下2.24L CO₂，其物質(zhì)的量為0.1mol，反應(yīng)中只有N元素化合價(jià)降低，由方程式可知生成NO、NO₂的物質(zhì)的量都是0.1mol×

13

4

，故轉(zhuǎn)移電子為0.1mol×

13

4

×（3+1）×N_Amol^-1=1.3N_A，故A正確；
B．由方程式可知，參加反應(yīng)的Fe₃C和HNO₃的物質(zhì)的量之比為4：62=2：31，故B錯(cuò)誤；
C．由方程式可知，反應(yīng)中產(chǎn)生CO₂和NO₂的體積比為4：13，故C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)中只有N元素化合價(jià)降低，氧化劑是HNO₃，NO₂和NO是還原產(chǎn)物，故D錯(cuò)誤，
故選A．

點(diǎn)評：本題考查氧化還原反應(yīng)基本概念、配平與計(jì)算等，題目難度較大，配平方程式是解題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析解決問題能力的考查，由于Fe₃C中化合價(jià)不易確定，將元素化合價(jià)看作0價(jià)進(jìn)行配平，注意掌握氧化還原反應(yīng)配平的常用方法．