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热点专题系列3 铁及其化合物计算题解题技巧(共18张PPT)


技巧方法 方法一 由电子转移守恒知Fe、Mg失电子的物质的 L/22.4
量等于HNO3生成NO得电子的物质的量,即为3×(b
L· mol-1),而Fe、Mg失电子的物质的量即为其所带电荷的物质 的量,由电荷守恒知Fe2 、Fe3 、Mg2 所带电荷的物质的量等
+ + +
于其结合OH-的物质的量,即Fe2+、Fe3+、Mg2+结合OH-的物 质的量为(3b/22.4)mol,分析反应始终态由质量守恒可知,沉淀 物的质量为Fe、Mg质量加OH-质量,即为(a+17×3b/22.4)g。
二、利用守恒关系 守恒方法是化学计算中最重要的技巧方法之一,学会守恒 思维不仅能够快捷解题,更能加深对相关知识原理的理解;常 用的有质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子转移守恒等。
例2
将a g Fe、Mg合金溶解在一定量的稀硝酸中,当合
金完全溶解后,收集到标准状况下的NO气体b L(设HNO3的还 原产物只有NO)。再向反应后的溶液中加入足量煮沸过的 NaOH溶液,得到沉淀物,求沉淀物的质量。
方法二
例1中所述金属和稀硝酸生成NO的反应特殊规
律也可以理解为生成NO的物质的量与起酸性作用HNO3的物质 的量为1∶3的关系,所以起酸性作用HNO3的物质的量为 (3×b/22.4)mol,而起酸性作用HNO3的物质的量即为 Mg(NO3)2、Fe(NO3)3、Fe(NO3)2中NO3-的物质的量,由电荷守 恒可得NO3-的物质的量即Fe2+、Fe3+、Mg2+结合OH-的物质 的量,同样得解。
相关知识
Fe与稀硝酸反应有例1中三种情况,
3Mg+8HNO3(稀)===3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3 +3OH ===Fe(OH)3↓
+ -
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ 常规解法 由于反应复杂,需讨论多种情况,依据已
知条件解方程做法很难解决,恕不赘述。
技巧方法
因为只有Fe失电子变为Fe2 、H 得电子变
+ +
为H2,Fe2O3中三价Fe得电子变为Fe2+;则可设原混合物中 Fe2O3质量为x,依据得失电子守恒可得如下算式:2×(0.672 L/22.4 L· mol-1) +2×(x/160 g· mol-1) =2×[(3.84 g-x)/56 g· mol 1]
相关知识
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,Fe2O3+
6HCl===2FeCl3+3H2O, FeO+2HCl===FeCl2+H2O,2FeCl3+ Fe===3FeCl2,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现说明 溶液中只含FeCl2,高温下FeO、Fe2O3均被CO还原为Fe单质。
放出一氧化氮气体,溶液质量增加3.2 g,求溶液中含硝酸的物 质的量。 相关知识 铁和稀硝酸反应有如下三种情况:
1.若0<n(Fe)/n(HNO3)≤1/4(即铁不足) 则反应为: ①Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
2.若n(Fe)/n(HNO3)≥3/8(即铁过量)则 反应为: ②3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O 3.若1/4<n(Fe)/n(HNO3) <3/8则①②反应均发生。
常规解法
首先判断发生的反应,据质量守恒定律5.6 g-
3.2 g=2.4 g为NO质量(物质的量为0.08 mol),假设5.6 g(0.1 mol) 铁粉全按①反应则生成NO 3.0 g,若全按②反应则生成NO 2.0 g,所以为上述第三种情况①②反应均发生,可设参加①②反 应的硝酸的物质的量分别为x、y,列方程组x/4+3y/8=0.1 mol; x/4+2y/8=0.08 mol求解,则得出溶液中含硝酸的物质的量为x +y=0.32 mol。
例4
3.84
g
Fe2O3与Fe的混合物溶于过量盐酸中,生成
0.672 L H2(标准状况),经用KSCN溶液检验,溶液不显红色, 求原混合物中的Fe2O3质量为多少? 相关知识 见例3。
常规解法
Fe可分为两部分:一部分与盐酸反应生成

H2,另一部分与Fe2O3生成的Fe3 反应,首先通过反应方程式 建立Fe与H2的关系式,求出生成H2所消耗的Fe质量,再用混合 物的质量减去此部分铁的质量,求出与Fe3+反应的铁及Fe2O3 的总质量,再利用Fe3+与Fe反应关系,找出与Fe3+反应的铁及 Fe2O3物质的量之比为1∶1,进而可求出Fe2O3的质量,步骤较 繁,若用得失电子守恒法则可迅速求解。
常规解法
由于涉及多重反应,且已知条件不足以判
断Fe、FeO、Fe2O3各自的含量,常规方法很难完成此题求 解。
技巧方法
因反应后溶液中仅存在FeCl2,据元素守恒,
CO在高温下还原相同质量的此混合物所得Fe与FeCl2中Fe元素 相同,由Cl守恒FeCl2中Cl全部来自HCl,所以有如下关系: n(Fe)=n(Cl)/2=n(HCl)/2=(0.1/2) mol,即答案C。
热点专题系列(三)
铁及其化合物计算题解题技巧
在中学化学知识体系中“铁及其化合物”一直是一个重要组成 部分,而关于这部分知识的计算题也是教学中的重点和难点, 下面就“铁及其化合物的计算题的解题技巧”与大家共同分 享。
一、利用金属与硝酸反应特殊规律 例 某稀硝酸溶液中,加入5.6 g铁粉恰好完全反应后,
技巧方法
事实上金属和稀硝酸生成NO的反应有特殊规
律即:无论金属表现任何价态,生成NO的物质的量与参加反 应HNO3的物质的量永远为1∶4的关系,据此特殊规律,不用 讨论发生反应情况,只要恰好完全反应,那么很容易直接得出 溶液中含硝酸的物质的量为0.08 mol×4=0.32 mol,非常快捷 方便。
例3
向一定量的Fe、FeO、Fe2O3混合物中加入100 mL 1
mol/L盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况下) 的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液,无血红色出现。若用 足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,可得到铁的质 量是( ) B.5.6 g D.无法计算
A. 11.2 g C. 2.8 g
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