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