1、 3.3.例题精讲例题精讲 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 Fe
2、SO4 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(6g56g/mol) 3=0.32mol0.1mol。通过以上分析，可以看出
3、，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： Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 两个反应共生成 FeSO4 为：0.2L0.5mol/L=0.1mol 观察两个反应不难发现，若生成同样的 FeSO4，式消耗的铁更多。假设 0.1molFeSO4 全部为式产生，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
4、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/moly=5.2g 解得：x=0.02mol y=0.04mol 则生成铜：0.04mol64g/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
5、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
6、 + 2 NO+ 4 H2O (1) 4NO +3O2 +2H2O=4HNO3 (2) (1)2 +(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/562=n/22.44 n=0.2m 当铁被氧化为=+3 价时，由电子得失守衡得： m/563=n/22.44 n=0.3m 则 m 与 n 的关系是：0.2mn0.3m 小结此题在解题过程中，巧妙得使
7、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(21/56)：(8/16)=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。
