高中化学3.2《几种重要的金属化合物》有关铁计算素材新人教版必修1

1、有关铁计算铁是重要的变价金属，无论是单质，还是化合物，在一定条件下参加化学反响时都可能发生变价，因此铁的变价计算是重点内容。一、铁单质参加反响产生两种价态化合物例1现有10.42克纯洁铁粉，溶于过量的稀硫酸中，在所得的溶液中参加5.05克硝酸钾后共热，充分反响后局部Fe2+离子氧化。溶液中剩余Fe2+离子恰好被24毫升，0.3摩/升的酸性高锰酸钾溶液所氧化MnO4被复原为MrT试通过计算确定反响中硝酸钾被复原后的产物。解析用图解法分析题意过重稀 氏粉徙临10 42 克F0、NO亍离子不共存发生氧化复原反响 个出界一韶分F+賓化?成F0此题根据分步反响进行化学方程式计算显然麻烦,特别是书写此题涉

2、及氧化复原反应离子方程式也有较大难度，因此是不可取的解题方法。此题应根据关系式及电子得失守恒法解题。设Fe粉溶于过量的稀HSQ后Fe2+的物质的量为X。Fe Fe2+56g 1mol10.42g x10.42g 1mol x0.186mol56g2+3+2+Fe Fe eMnQ 4 Mn 5e0.186mol0.186mol 1mol5mol0.024L X 0.3mol5X 0.024L X 0.3mol5KNO设硝酸钾被复原产生中氮元素化合价为y。(5 y) e5.05g依据电子得失数守恒5.05(5 y)0.186101复原产物为NQ5.05 (5 y)101mol0.0240.3 5y

3、 = +2跟踪练习：练习1、将含有ngHNO的稀溶液，跟mg铁粉充分反响，铁全部溶解，生成气体NQ有n/4gHNQ被复原，那么n : m不可能是A. 3 : 1B. 3 : 2解析：多数同学解该题时，只考虑氧化成Fe3+，据电子守恒得：C. 4 : 1D. 9 : 2HNO具有强氧化性，与 Fe反响，将Fein%X3解之：n : m=9： 2造成错选A B G其实该题隐含着 Fe过量时，又会发生反响：Fe+2Fe3+=3Fe2+解之：n : m=3： 1假设氧化产物为Fe2+时，那么:此时还不能无视 Fe与稀HNO反响同时生成Fe2+和 Fe3情况，即有：3 : 1 v n : m< 9

4、 : 2故正确选项只能是 B。二、铁的化合物参加化学反响变价例3 在2LFb(SO4)3和CuSO的混合溶液中，参加 30g纯铁粉，充分反响后得到2L0.25mol/L的FeSO溶液以及26g固体沉淀物，求原混和溶液中Fe2(SO4)3和CuSO的物质的量浓度。解析 此题是有关混合物计算，也是判断反响物是否过量的计算。解题关键要求分析清楚反响物铁粉是否过量，26g固体沉淀物是混合物还是纯洁物。混合物的计算一般可采用代数法列方程求解。通过极值法讨论30g铁粉是否过量。依据题意n(Fe2 )20.25 0.5mol假设 FeSQ皆由Fe2(SO4)3 Fe 3FeSQ4 反响而得 求 m(Fe)

5、= ?设需Fe质量为xFe? (SO4) 3 Fe 3FeSO456g 3molx 56g 0.5mol3mol9.33g30gx 0.5mol假设FeSQ皆由CuSO + Fe = FeSQ 4 + Cu 反响而得 m(Fe) = ?设需Fe质量为yCuSO+ Fe = FeSO 4 + Cu56g 1moly 0.5mol56g 0.5moly28g30g1mol通过、讨论30g铁粉分别与CuSO和Fe2(SO4) 3反响需铁粉质量 30g铁粉过量，即：26g固体应为剩余Fe与生成Cu的质量之和Fe2(SO4) 3物质的量为x,含CuSO的物质的量为yFe2(SQ) 3 + Fe=3FeS

6、O4CuSO + Fe =FeSO 4 + Cuxx3xyyyy列方程式3xy 20.25x0.1(mol)3056(xy) 64y26y0.2(mol)0.1mol CFe2(SO4)3220.05mol/ L依据题意，设原混合溶液中含CuSO40.1mol / LC0.2mol22例4将铁和三氧化二铁的混合物2.72g，参加50mL1.6mol/L的盐酸中恰好完全反应，滴入KSCN溶液后不显红色。假设忽略化学反响中溶液体积变化，那么在所得溶液中Fe2子的物质的量浓度为多少?解析审题是关键。依据题意完全反响后溶液中滴入KSCN溶液不显红色说明溶液中无Fe3+,因此涉及到反响为Fe 2HCI

7、FeCI2 H2Fe2O3 6HCI 2FeCI 3 3H2O2FeCI 3 Fe 3FeCb此题属混合物的计算，可用代数法列方程求解解I、设混合物中Fe物质的量为x, FaQ物质的量为y。Fe2O3 6HCI 2FeCI 3 3H2Oy6y 2y2FeCI3 + Fe = 3FeCI 22y y 3yFe2HCIFeCI2 H2(x y) 2(x y) (x y) CFe2(0.020.01)0.0130.050.8mol / L解n、上述解法较为复杂，如巧用电荷守恒法可使计算大为简化反响物恰好完全反响，溶液中有以下关系Fe2+2CIFe211.6moI / L 0.8moI / L2跟踪练

8、习:练习：在铁与氧化铁的混合物15g中，参加稀硫酸150mL,在标准状况下放出1.68L氢气，同时铁和氧化铁均无剩余。向溶液中滴入NHSCN溶液，未见颜色变化。为了中和过量的 H2SO,且使Fe完全转化成 Fe(0H)2,共耗3moI/L NaOH溶液200mL,那么原硫酸的物质的量浓度为A. 1.5 mol/LB. 2 moI/LC. 2.5 moI/LD. 3 moI/L解析：此题信息量大，涉及反响多，假设直接求解，烦琐费时。假设挖掘并利用隐含信息，会找到解题的捷径。题中隐含反响最终所得溶液为NqSQ溶液，那么有:班£0门二or八)故硫酸的派度为丄 x 3X200畀2(罰应选B。三、其它类型题目例5测知由Fe2(SO4)3和FeSO组成混合物中含硫 a %，那么其含铁量应为A. (100-4a) %B. (100-2a) %C. (100-a) %D. (100-3a) %解析：因为M(S)=2M(O)，在Fe2(SCu)2和FeSO的组成中，隐含了氧的质量是硫质量的2倍，那么含氧为2a%，可选Db例6浅绿色的Fe(NQ)2溶液中存在着如下平衡：Fe 2+