2.一种以二氧化碳为原料生产炭黑的物质转化如图所示。下列说法不正确的是()。


A.反应Ⅰ发生后,固体物质所含铁元素质量分数变大
B.反应Ⅱ发生后,碳元素化合价降低
C.反应Ⅱ中,FeO与C的质量比为18:1
D.整个循环过程有利于“碳中和”目标的实现

2.C 【解析】反应Ⅰ发生的是四氧化三铁分解生成氧化亚铁和氧气,固体中的氧元素质量减少,铁元素的质量分数变大,A 说法正确;反应Ⅱ由二氧化碳转化为单质碳,碳元素由 +4 价变为 0 价,化合价降低,B 说法正确;反应Ⅱ中氧化亚铁和二氧化碳反应生成碳和四氧化三铁,化学方程式为 $\ce{6FeO + CO_{2}\xlongequal{\mathrm{高温}}2Fe_{3}O_{4} + C}$,反应中 FeO 与 C 的质量比为$(6×72):12 = 36:1$,C 说法错误;整个循环过程二氧化碳中的碳元素转化为碳,有利于“碳中和”目标实现,D 说法正确。

【分析】本题围绕二氧化碳生产炭黑的物质转化循环，需先明确反应Ⅰ和反应Ⅱ的化学变化，再结合元素质量分数、化合价、化学方程式计算及碳中和的知识逐一判断选项。首先，反应Ⅰ是$\ce{Fe_{3}O_{4}}$在高温下分解生成$\ce{FeO}$和$\ce{O_{2}}$；反应Ⅱ是$\ce{FeO}$与$\ce{CO_{2}}$在特定温度下反应生成$\ce{Fe_{3}O_{4}}$和$\ce{C}$。分析每个选项时，需紧扣反应本质，计算相关量或判断化合价变化等。
【解析】首先写出两个反应的化学方程式：
反应Ⅰ：$\ce{2Fe_{3}O_{4}\xlongequal{＞2026.85℃} 6FeO + O_{2}↑}$
反应Ⅱ：$\ce{6FeO + CO_{2}\xlongequal{426.85℃} 2Fe_{3}O_{4} + C}$
对各选项分析：
A. 反应Ⅰ中，固体从$\ce{Fe_{3}O_{4}}$变为$\ce{FeO}$，铁元素质量不变，固体因生成$\ce{O_{2}}$质量减少，故铁元素质量分数变大，A说法正确；
B. 反应Ⅱ中，$\ce{CO_{2}}$中碳元素为+4价，生成单质$\ce{C}$时碳元素化合价为0，化合价降低，B说法正确；
C. 反应Ⅱ中，$\ce{FeO}$与$\ce{C}$的质量比为$(6×72):12 = 432:12 = 36:1$，不是18:1，C说法错误；
D. 整个循环过程将$\ce{CO_{2}}$转化为炭黑，减少了大气中的$\ce{CO_{2}}$，有利于“碳中和”目标实现，D说法正确。因此不正确的是C。
【答案】C
【知识点】化学方程式计算、化合价、元素质量分数、碳中和
【点评】本题以物质转化循环为载体，综合考查化学基础知识点，需准确书写反应方程式并分析相关量的变化，难度适中，适合中等水平学生作答。
【难度系数】0.5