高中化学-铁的计算-成晓辉

专业引领共成长教师日期学生课程编号03课型专题课题铁的计算教学目标掌握几种常见的计算技巧方法：极值法（平均值法）、差量法、守恒法（元素守恒、得失电子守恒）、终态法教学重点掌握几种常见的计算技巧方法：极值法（平均值法）、差量法、守恒法（元素守恒、得失电子守恒）、终态法教学安排版块时长1知识温习15mins2方法整理20mins4典例解析65mins5师生总结10mins6课后作业30mins专业引领共成长完成下列默写：一、完成下列反应方程式1.氧化铁与稀盐酸反应：_________________________________________________2.氧化亚铁与稀硝酸反应：_________________________________________________3.写出2反应的离子方程式：_________________________________________________4.氢氧化亚铁在空气中被氧化的反应：_________________________________________________5.制备氢氧化亚铁的化学方程式：_________________________________________________6.氢氧化铁受热分解：_________________________________________________7.氯化铁与氨水反应的离子方程式：_________________________________________________8.三价铁离子与碘离子的反应：_________________________________________________9.亚铁离子与高锰酸根的反应：_________________________________________________10.铜与氯化铁的反应：_________________________________________________二、完成下列填空11.氢氧化亚铁在空气中被氧化时发生的颜色变化：___________________________。12.氯化亚铁溶液的颜色_____________；氯化铁溶液的颜色：____________。13.写出2种检验Fe3+的方法？14.如何检验氯化亚铁和氯化铁混合溶液中的Fe2+？15.不能与Fe2+共存的物质有哪些？铁的计算知识温习专业引领共成长【答案】1.Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O2.3FeO+10HNO3→3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O3.3FeO+10H++NO3-→3Fe3++NO↑+5H2O4.4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)35.FeSO4+2NaOH→Fe(OH)2↓+Na2SO46.2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O7.Fe3++3NH3·H2O→Fe(OH)3↓+3NH4+8.2Fe3++2I-→2Fe2++I29.5Fe2++MnO4-→5Fe3++Mn2++4H2O10.Cu+2FeCl3→2FeCl2+CuCl211.先产生白色沉淀，后逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色。12.浅绿色；棕黄色13.方法一：取出少量的被检验的溶液，加入KSCN，溶液变选红色，证明有Fe3＋存在。方法二：取出少量的被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在。14.滴加少量的酸性高锰酸钾溶液，若紫色退去，则证明含有Fe2+。15.①氧化还原：S2－、HS-、I－、SO2－3②复分解：OH-③双水解：CO32-、HCO3-专业引领共成长解题虽然没有一成不变的方法模式，但应建立解题的基本思维模式：题示信息＋基础知识＋逻辑思维。掌握正确的解题方法能简化解题过程，提高解题能力。1．极值法（1）极值法的含义极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造为问题的两个极端，然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值，进行判断分析，求得结果。也称为极端假设法。（2）极值法解题的基本思路①把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。②把混合物假设成纯净物。③把平行反应分别假设成单一反应。（3）极值法解题的关键紧扣题设的可能趋势，选好极端假设的落点。（4）极值法解题的优点极值法解题的优点是将某些复杂的、难以分析清楚的化学问题假设为极值问题，使解题过程简化，解题思路清晰，把问题化繁为简，由难变易，从而提高了解题速度。2．平均值法（1）依据：若XAXB，则XAXXB，X代表平均相对原子(分子)质量、平均浓度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等。（2）应用：已知X可以确定XA、XB的范围；或已知XA、XB可以确定X的范围。解题的关键是要通过平均值确定范围，很多考题的平均值需要根据条件先确定下来再作出判断。实际上，它是极值法的延伸。（3）混合物的许多化学特征具有加合性，均可求出平均值。属于这类“特性数量”的有：相对分子质量、密度、同条件下的体积分数、物质的量浓度、反应热、平均组成等。平均值法解题范围广泛，特别适用于缺少数据而不能直接求解的混合物判断问题。方法整理专业引领共成长3．差量法（1）差量法的应用原理差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化，找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例，然后求解。如：2C(s)＋O2(g)→2CO(g)Δm(固)，Δn(气)，ΔV(气)2mol1mol2mol__________________【答案】24g1mol22.4L(标况)（2）使用差量法的注意事项①所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。②有关物质的物理量及其单位都要正确地使用。（3）差量法的类型及应用①质量差法②体积差法4．关系式法物质间的一种简化的式子，解决多步反应，计算最简捷。多步反应中建立关系式的方法（1）叠加法（如利用木炭、水蒸气制取氨气）C+H2O(g)高温CO+H2CO+H2O(g)高温CO2+H2N2+3H2高温高压催化剂垐垐垎噲垐垐2NH3由木炭、水蒸气制取NH3的关系为：___C～___NH3（2）元素守恒法工业制备硝酸的过程如下：4NH3＋5O2催化剂加热4NO＋6H2O2NO＋O22NO23NO2＋H2O2HNO3＋NO经过多次氧化和吸收，由N元素守恒知：_________________（3）电子转移守恒法NH3――→失去8e－HNO3，O2――→得4e－2O2－由得失电子总数相等知，NH3经氧化等一系列过程生成HNO3，NH3和O2的关系为__________专业引领共成长【答案】（1）3C～4NH3（2）NH3～HNO3（3）NH3～2O24．整体思维法（终态法）整体思维抛开事物之间复杂的变化关系，从整体认识把握事物之间联系规律，具有化繁为简，快速解题的功效，能较好的煅烧学生思维的全面性、灵活性，因此高考无论在选择还是综合性题目中经常有意设置。方法1：极值法（平均值法）【例1】将5.6g铁粉与另一种金属的混合物跟足量的盐酸反应，标准状况下生成氢气2.2L，则另一种金属可能是（）A．AlB．MgC．CaD．Zn【难度】★【答案】D【解析】假设1：5.6g全部为铁，则生成气体的体积为2.24L假设2：5.6g全部为选项中的金属，Al：6.96LMg：5.22LZn：1.96L钙会与水反应，产生的氢气量为6.272L。若另一种金属质量为5.6g，则产生的氢气的体积应该大于2.2L才符合题目要求。变式1：某两种金属粉末的混合物25g，投入足量的稀硫酸中，在标准状况下产生氢气11.2L，则该混合物可能是（）A．铝和镁B．镁和铁C．铁和铜D．铁和锌【难度】★【答案】B变式2：将5gMg、Al、Fe三种金属的混合物与足量稀硫酸反应，反应完全时共放出H22.8L（标况），则三种金属物质的量之和为（）A．=0.125molB．＞0.125molC．＜0.125molD．无法确定【难度】★【答案】C【方法提炼】①确定两个极端分别是什么情况；②考虑极端值能够取到。例题解析专业引领共成长知识点2：差量法【例1】把一定质量的铁块放入一定质量的硫酸铜溶液中，过一会儿取出，发现溶液质量比原来减少了2g，求参加反应的铁的质量及生成的铜的质量。【难度】★【答案】解：Fe+CuSO4→FeSO4+Cu△m(固体增加的质量)56648xy2g列式求得：x=14g，y=16g变式1：将3.0g铁粉加入100mL硫酸铜溶液中，充分反应后，过滤，将滤渣洗涤、干燥、称量的固体物质3.4g。求：（1）参加反应的铁的质量。（2）硫酸铜溶液中溶质的物质的量浓度。【难度】★【答案】解：（1）Fe+CuSO4→FeSO4+Cu△m(固体增加的质量)56648Xy3.4g-3.0g=0.4g列式得：x=2.8g（2）y=0.05molc(CuSO4)=Vn=Lmol1.005.0=0.5mol/L变式2：在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入过量的铁粉，若充分反应后溶液的质量没有变化，则原混合溶液中Fe3＋和Cu2＋的物质的量浓度之比为（）A．2∶7B．1∶7C．7∶1D．5∶14【难度】★★★【答案】A【解析】单质铁可以参与两个反应：①将FeCl3还原为FeCl2，此过程溶液的质量是增加的；②与CuCl2发生置换反应，此过程溶液的质量是减少的。①中质量的增加量等于②中质量的减少量。设溶液的体积为1L，溶液中FeCl3的浓度为xmol/L，CuCl2的浓度为ymol/L，质量增减为zg，则Fe＋2FeCl3→3FeCl2Δm2mol56gxmolzgFe＋CuCl2→Cu＋FeCl2Δm1mol(64－56)gymolzg专业引领共成长56x/2＝(64－56)y,28x＝8y，x∶y＝2∶7。【方法提炼】解答此类题的关键是分析引起差量的原因，只有当差值与始态量或终态量存在比例关系，且化学计量的差值必须是同一物理量时，才能用“差量法”解题。方法3：守恒法题型一：元素守恒法【例1】将14.4gFeC2O4隔绝空气加热分解，最终可以得到7.2g铁的氧化物，此氧化物是（）A．FeOB．Fe2O3C．Fe3O4D．FeO、Fe3O4【难度】★★【答案】A【解析】草酸亚铁与产物铁氧化物存在铁元素守恒的关系。FeC2O4~~~~~~~~~~~~~~~~~FeOx物质的量之比：11物质的量：FeOx的质量：7.2=x=1变式1：向铁和氧化铁的混合物中加入足量的稀H2SO4，充分反应后生成FeSO4溶液，当生成的Fe2+和H2的物质的量之比为4:1时，被氧化的铁与被还原的铁离子的物质的量之比时（）A．1:1B．2:1C．1:2D．1:3【难度】★★【答案】A【解析】整个过程中参与的反应有：Fe~H2↑2Fe3+~Fe(可看做是Fe2O3~Fe)变式2：用足量的CO还原32.0克某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得60克沉淀，则该氧化物是（）A．MgOB．Fe2O3C．CaOD．Cu2O【难度】★★★【答案】B【解析】由题意可知，CO在还原该氧化物的同时，本身被氧化为CO2，利用CO2和Ca(OH)2生成的CaCO3可以求出CO2的量，然后利用原子守恒法来巧解该题。CO被氧化为CO2，增加的氧原子全部来源于金属氧化物。n(CO2)=n(CaCO3)=0.6mol。CO2中1个O是来源于金属氧化专业引领共成长物，则金属氧化物中含氧的质量为16g/mol×0.6mol=9.6g。设金属的相对原子质量为M，根据化合物中各原子个数比等于其物质的量之比，由比例式：n(金属)/n(O)=22.4g/M/0.6，结合选项，用代入法可求出M=56时符合题意。【方法提炼】用关系式法解题的关键是建立关系式，而建立关系式的一般途径有：①利用粒子守恒建立关系式；②利用化学方程式中化学计量数间的关系建立关系式；③利用化学方程式的加和建立关系式等。题型二