2015届高考化学(人教版)一轮复习配套课件：热点专题系列3 铁及其化合物计算题解题技巧

第1页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧第2页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学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。第3页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学一、利用金属与硝酸反应特殊规律例1某稀硝酸溶液中，加入5.6g铁粉恰好完全反应后，放出一氧化氮气体，溶液质量增加3.2g，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0n(Fe)/n(HNO3)≤1/4(即铁不足)则反应为：①Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O第4页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学2.若n(Fe)/n(HNO3)≥3/8(即铁过量)则反应为：②3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O3.若1/4n(Fe)/n(HNO3)3/8则①②反应均发生。第5页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学常规解法首先判断发生的反应，据质量守恒定律5.6g－3.2g＝2.4g为NO质量(物质的量为0.08mol)，假设5.6g(0.1mol)铁粉全按①反应则生成NO3.0g，若全按②反应则生成NO2.0g，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＝0.1mol;x/4＋2y/8＝0.08mol求解，则得出溶液中含硝酸的物质的量为x＋y＝0.32mol。第6页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学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0.08mol×4＝0.32mol，非常快捷方便。第7页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学二、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agFe、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bL(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。第8页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学相关知识Fe与稀硝酸反应有例1中三种情况，3Mg＋8HNO3(稀)===3Mg(NO3)2＋2NO↑＋4H2OFe2＋＋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。第9页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学技巧方法方法一由电子转移守恒知Fe、Mg失电子的物质的量等于HNO3生成NO得电子的物质的量，即为3×(bL/22.4L·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。第10页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学方法二例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。第11页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学例3向一定量的Fe、FeO、Fe2O3混合物中加入100mL1mol/L盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL(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()A.11.2gB．5.6gC.2.8gD．无法计算第12页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学相关知识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。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。第13页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学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。第14页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学例43.84gFe2O3与Fe的混合物溶于过量盐酸中，生成0.672LH2(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。第15页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学常规解法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。第16页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学技巧方法因为只有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×(0.672L/22.4L·mol－1)＋2×(x/160g·mol－1)＝2×[(3.84g－x)/56g·mol－1]解得：x＝1.6g。第17页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学三、利用含铁化合物的特定组成例5已知由硫化亚铁与硫酸亚铁组成的混合物中，硫元素的质量分数为a%，则氧元素的质量分数为________。技巧方法观察FeSO4、FeS化学式可知，无论混合物组成如何混合物中n(Fe)∶n(S)＝1∶1，所以混合物中Fe元素的质量分数为a%×(56/32)，则O元素的质量分数为[1－a%－a%×(56/32)]＝1－a%×(11/4)。第18页热点专题系列(三)铁及其化合物计算题解题技巧金版教程·高三一轮总复习·新课标化学关于铁及其化合物计算题还有很多解题技巧，比如，Fe与Cu2＋反应题目中往往用到差量法，工业煅烧黄铁矿制硫酸计算题中用关系式法，铁合金与酸反应题目用到平均值法、极端假设法、十字交叉法等等，由于比较常见这里不再赘述。这里要提醒各位读者：不要刻意追求技巧方法，对于普通题型常规解法才是解题的根本手段。