摘要：3．例题精讲 例1.把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中.充分反应后.溶液中大量存在的金属阳离子是 A.只有Fe2+ B.只有Fe3+ C.有Fe2+和Cu2+ D.有Fe3+和Cu2+ 思路与解析:浓硝酸具有强氧化性.热的浓硝酸可将Fe和Cu分别氧化成Fe3+和Cu2+.过量的铁又与Fe2+和Cu2+反应生成Fe2+和Cu.所以充分后.溶液中大量存在的金属阳离子为Fe2+.故选A. 例2.将6g纯铁粉加入200mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中充分反应后得到200mL0.5mol/L的FeSO4溶液和5.2g固体.求: (1)反应后生成铜多少克? (2)加入铁粉前Fe2(SO4)3物质的量浓度. [思路]:在Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中投入铁粉后.Fe3+和Cu2+均可与铁发生反应.但由于氧化性Fe3+>Cu2+.所以Fe应首先还原Fe3+.即首先发生反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+.但不可以只发生此反应.原因有二:第一是若只发生此反应则说明铁粉较少.已完全反应无剩余.则不可能有5.2g不溶物,第二.若只发生此反应可依此反应计算出生成的FeSO4为×3=0.32mol>0.1mol.通过以上分析.可以看出.Fe在把全部的Fe3+还原后.不发生了还原Cu2+的反应.此时的Fe是否有剩余呢?也就是余5.2g固体中肯定有Cu.是否含Fe呢?这就是此题的关键所在.需通过计算推导确定. [解析]:发生反应的化学方程式为: ①Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 ②Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 两个反应共生成FeSO4为:0.2L×0.5mol/L=0.1mol 观察两个反应不难发现.若生成同样的FeSO4.②式消耗的铁更多.假设0.1molFeSO4全部为②式产生.则此时消耗的铁将达最大量为a. Fe - FeSO4 1mol 1mol a 0.1mol a=0.1mol.即铁为5.6g.则5.2g固体中含Cu也含剩余的Fe.设原溶液的Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量分别为x和y. Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 X x 3x y y y y 由题意得 3x+y=0.1mol 6g-56g/mol×(x+y)+64g/mol×y=5.2g 解得:x=0.02mol y=0.04mol 则生成铜:0.04mol×64g/mol=2.56g 原Fe2(SO4)3和物质的量浓度为0.02mol/0.2L=0.1mol/L 例3.mg 铁粉与一定量的HNO3在一定条件下充分反应,将生成的气体与标准状况nL氧气混合,恰好能被水完全吸收,m和n的关系是什么? [思路]此题看起来,涉及的化学反应相当复杂,因HNO3的浓度和用量不同,生成Fe(NO3)3还是Fe(NO3)2不能确定,HNO3的还原产物是NO还是NO2也不能确定.所以消耗的氧气也无从下手求出.但是从始态和终态来看,HNO3的还原产物与氧气混合后,最终还是生成HNO3,这样消耗的氧气相当于把mg铁粉氧化成+2价或+3价化合物,用极端思考法很容易求出. [解析]:假设HNO3为稀的,铁与HNO3反应后的价态是+2, 则有: 3 Fe +8 HNO3= 3 Fe(NO3)2 + 2 NO↑+ 4 H2O (1) 4NO +3O2 +2H2O=4HNO3 (2) 得:2Fe + O2 +4HNO3= 2Fe(NO3)2 +2H2O 可改写为 : 2Fe + O2 +4HNO3 = 2FeO + 4HNO3 即: 2Fe + O2 =2FeO 同理可得 : 4Fe +3O2=2Fe2O3 问题便得以解决 即 :当铁被氧化为+2价时.由电子得失守衡得: m/56×2=n/22.4×4 n=O.2m 当铁被氧化为=+3价时.由电子得失守衡得: m/56×3=n/22.4×4 n=O.3m 则m与n的关系是:O.2m≤n≤O.3m [小结]此题在解题过程中.巧妙得使用了始态和终态.使复杂的问题简单化.氧化还原反应中.电子得失守衡的使用.避免了繁琐的计算.在应试中赢得了时间.思维训练方面堪称是一道好题. 例4.由FeO.Fe2O3和Fe3O4组成的混合物.测得其中铁元素与氧元素的质量比为21:8..则这种混合物中FeO.Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是. A.1:2:1 B. 2:1:1 C. 1:1:1 D. 1:1:3 [思路]:可用平均组成法来求解: [解析]在混合物中Fe原子和氧原子物质的量之比为=3:4.则混合物的平均组成为Fe3O4.在三种组合中Fe3O4则不必多考虑.应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合Fe3O4.所以在混合物中它们的物质的量之比必需是1:1.故答案应选C.D. 例5.某铁的“氧化物 样品.用5mol/L的盐酸140mL恰好完全溶解.所得溶液还能吸收标准状况下0.56L氯气.使其中Fe2+全部转化为Fe3+.该样品可能的化学式是 A. Fe2O3 B. Fe3O4 C. Fe4O5 D. Fe5O7 [思路]:利用正.负电荷相等列方程可快速解题. [解析]设铁的氧化物中含O2-为xmol.则其化学式为FexOy.由O2-个数守恒有: 2yH++ FexOy = yH2O+ xFe+ 2ymol ymol
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