高中化学巧解铁计算题五法学法指导

高中化学高中化学巧解铁计算题五法巧解铁计算题五法 一. 设“1”法 当题中的数据比较少且涉及到比值问题时，则可以考虑设 1 法。用此法可以减少未知 数，给解题带来了简便。 例 1. （2020 年上海）合成氨工业生产中所用的催化剂的主要成分是Fe 。 32O FeFeO、 （1）某混合物中，铁、氧的物质的量之比为 4:5，其中与物 32O FeFeO、 2 Fe 3 Fe 质的量之比为_。 （2）当催化剂中与的物质的量之比为 1:2 时，其催化活性最高，此时铁的 2 Fe 3 Fe 氧化物混合物中铁的质量分数为_（用小数表示，保留 2 位小数） 。 （3）以为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量炭粉，发生如下反应： 32O Fe 。为制得这种活性最高的催化剂，应向 粉末g480 32O Fe 中加入炭粉的质量为_g。 解析（1）可考虑用守恒法。设混合物中的物质的量分别是 a、b，则分 32O FeFeO、 别由铁和氧守恒可得：，解得，故与的物质的量之比为。 5 4 b3a b2a 1 2 b a 2 Fe 3 Fe1:1 （2）此问可用设 1 法，设为，则为，其元素的质量为 2 Femol1 3 Femol2Fe ，混合物总质量为，g168mol/g56mol3g232mol/g160mol1mol/g72mol1 Fe 元素的质量分数为。72 . 0 g232 g168 （3）480g 的物质的量为，设与之反应生成所需 C 的物质的量为 32O Femol3FeO x，根据C，生成剩余，则有 32O Fe2FeO4xmol4FeO 32O Femol)x23( ，解得，即。 2 1 )x23(2 x4 mol5 . 0 x g6 二. 终态法 所谓终态法就是指不考虑反应的中间过程，只考虑最终结果，抓住某些特定量之间的 关系，列出等式，巧妙解题。对于有些看似复杂的计算题，运用此法，往往能达到事半功 倍的效果。 例 2. 向一定物质的量的和 Fe 的混合物中加入溶液，在 43O Fe 42SO HL/mol2mL50 一定条件下恰好使混合物完全溶解，放出 448mL（标准状况下）的气体。向所得溶液中加 入 KSCN 溶液，无红色出现。则用足量的 CO 在高温下与相同质量的此混合物充分反应， 能得到铁多少克？ 解析：据题意分析可知，和溶于硫酸后，溶液中仅有溶质，由此可 43O FeFe 4 FeSO 得，所以mol1 . 0L05 . 0 L/mol2)SO(n)Fe(n)Fe(n 2 4 2 g6 . 5mol/g56mol1 . 0)Fe(m 三. 守恒法 运用守恒定律，不纠缠过程细节，不考虑途径变化，只考虑反应体系中某些组分相互 作用前后某种物理量或化学量的始态和终态，使解题过程简化，提高解题效率，这种解题 方法称为守恒法。守恒的类型较多，常用的有质量守恒、原子（或离子）守恒、电子得失 守恒、电荷守恒等。 例 3. 某稀硝酸溶液中，加入 5.6g 铁粉充分反应后，铁粉全部溶解，放出 NO 气体， 溶液质量增加，所得溶液中和物质的量之比是（ ）g2 . 3 2 Fe 3 Fe A. 1:1B. 2:1C. 3:2D. 4:1 解析：设的物质的量为 x，的物质的量为 y，则： 2 Fe 3 Fe )( 30 2 . 36 . 5 y3x2 )( 1 . 0 56 6 . 5 yx 得失电子数守恒 铁原子守恒 解得所以 x:y=3:2 mol04 . 0 y mol06 . 0 x 答案：C 四. 图示分析法 图示分析法就是在分析反应过程复杂，涉及到的量又多时，可以在草稿纸上把题中的 反应过程和数据一步一步分析出来，这样便于观察、思考出解题的突破口。 例 4. 把适量的铁粉投入到足量的盐酸中，充分反应后，向溶液中通入少量的氯气， 然后加入过量的烧碱溶液，这时有沉淀生成，充分搅拌后过滤，将沉淀洗涤加强热最终得 到残留物为 9.6g。试求：铁粉与盐酸反应时放出氢气的体积（标准状况下） 。 解析：该题涉及到六个反应方程式，若借用图示，可以从盘根错节的关系中找到解题 的突破口： 从图中可以看到，纵然曾因量少而“分道扬镳” ，但最终仍在过量 2 Fe 2 Cl NaOH（有氧气存在）的统帅下“殊途同归” 。只要紧紧抓住这一脉 322 OFe 2 1 FeH 相承的关系式，该问题的解答便跃然纸上，即： 。L688 . 2 mol/g160 2 1 g6 . 9mol/L 4 . 22 )H(V 2 五. 极端假设法 在解决复杂问题或化学过程时，根据解题的需要，常采取极端假设法。极端假设法就 是把问题或过程推向理想的极限，使复杂的问题变为单一化、极端化和简单化。通过对极 端问题的讨论，使思路清晰、过程简明，从而迅速准确地得到正确答案。常用于混合物的 计算、化学平衡、平行反应等。 例 5. 在和的混合液中加入 21.7g 铁粉，待反应完全后，mL500 4 CuSO 342 )SO(Fe 得到 16.8g 残留固体。向滤液中加入 400mL 4mol/L 的溶液，恰好使溶液中的 2 BaCl 完全沉淀。求原混合液中和的物质的量浓度。 2 4 SO 4 CuSO 342 )SO(Fe 解析：解本题的关键是先弄清 16.8g 残留固体是什么物质。 ，运用极端假设法：mol6 . 1L4 . 0L/mol4)BaCl(n)SO(n 2 2 4 若原混合液中溶质全部是，由知，需铁的质量为： 4 CuSOCuFeSOCuSOFe 44 ；g 6 . 89mol/g56mol6 . 1 若原混合液中溶质全部是，由知，需铁的质 342 )SO(Fe 4342 FeSO3)SO(FeFe 量为：。g 9 . 29mol/g56mol 3 6 . 1 则