铁及其化合物相关计算解析

杨立超

(黑龙江省大庆实验中学 163000)

例1 将一定量的 Fe2O3溶于盐酸恰好完全反应，加入11.2 g铁粉后(无剩余),再加入 KSCN溶液无血红色，求原试剂中的 Fe2O3的质量.

分析最终的溶液加入KSCN溶液无血红色说明溶液中已经没有Fe3+，只有Fe2+.

先和盐酸作用生成，然后加入的铁粉恰好和生成的Fe3+完全反应.涉及到的离子反应：

根据以上离子方程式对应关系如下：

Fe

↓

0.2mol 11.2g～0.2mol

故所求Fe2O3质量为：

m(Fe2O3)=160 g/mol×0.2 mol=32 g

例2 在“例1”的基础上，如果参加反应盐酸的体积为500 mL，则盐酸的浓度是多少？

故所求盐酸的浓度：

例3 将一定量的Fe2O3溶于盐酸，加入11.2 g铁粉(无剩余)后产生2240 mL气体(标况)，再加入KSCN溶液无血红色,求原试剂中的Fe2O3的质量.

分析由于最后加入KSCN溶液无血红色，则最后溶液中只有Fe2+，而题中所涉及的反应先后顺序是

①Fe2O3溶于盐酸；

②铁粉和生成的Fe3+;

③铁粉和盐酸剩余的H+反应.

具体涉及的方程式：

根据以上离子方程式得出③中参与反应的铁粉是

Fe～H2～2240 mL～0.1 mol

再结合②反应得

2Fe3+～Fe(11.2 g/(56 g/mol)-0.1 mol)=0.2 mol

在根据①反应得

Fe2O3～2Fe3+～0.1 mol

故m(Fe2O3)=160 g/mol×0.1 mol=16 g

例4 由Fe、FeO、Fe2O3组成的混合物中加入100 mL 2 mol/L的盐酸,恰好完全反应，并放出448 mL气体(标况),滴入KSCN溶液没有颜色变化则：

A.反应后所得溶液中的Fe2+和Cl-的物质的量之比为____.

B.混合物中，Fe2O3和Fe的物质的量的关系是Fe2O3____Fe.

例5 向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解放出224 mL(标准状况)的气体，在所得溶液中滴入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，能得到铁的质量是：____g.

分析题干中“在所得溶液中滴入KSCN溶液无血红色出现”说明最后溶液中的溶质就是FeCl2，根据原子守恒Fe2+全都来自于Fe、FeO、Fe3O4中的Fe原子，Cl-全都来自盐酸中的Cl-.n(Fe2+)～2n(Cl-)～0.1 mol，最终由CO在高温下还原该混合物实际上就是得到单质铁，故得到铁的质量m(Fe)=0.1 mol×56 g/mol=5.6 g.

例6 一铁的氧化物样品，用140 mL 5 mol/L的盐酸恰好完全溶解:

①再加入2.8g铁粉恰好溶解，滴入KSCN溶液不显红血色，则此氧化物的化学式：____.

②所得溶液还能与通入的0.56 L氯气(标准状况)反应，使Fe2+全部转化为Fe3+，则此氧化物的化学式为：____.

分析①n(HCl)=0.14 L×5 mol/L=0.7 mol,n(O)=(1/2)×n(HCl)=(1/2)×0.7 mol=0.35 mol,n(Fe)=0.7 mol×(1/2)-(2.8 g÷56 g/mol)=0.3 mol

所以：n(Fe)∶n(O)=0.3 mol∶0.35 mol=6∶7该氧化物的化学式为Fe6O7.

②n(HCl)=0.14 L×5 mol/L=0.7 mol，n(Cl2)=0.56 L÷22.4 L/mol=0.025 mol，反应中HCl的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H2O，则氧化物中n(O)=(1/2)×n(HCl)=(1/2)×0.7 mol=0.35 mol，反应后溶液成分为FeCl3，n(Cl-)=0.7 mol+0.025 mol×2=0.75 mol，则n(Fe)=0.75 mol×(1/3)=0.25 mol，

所以：n(Fe)∶n(O)=0.25 mol∶0.35 mol=5∶7，该氧化物的化学式为Fe5O7