广东中山纪念中学2019高考化学一轮学生自学(解题策略)知识篇13铁方面试题的解题方法与技巧$754652

中山纪念中学2017高考化学一轮学生自学：知识篇 13 铁方面试题的解题方法与技巧 金点子： 铁是中学化学中的重要变价元素。在高考中有关铁方面的试题主要类型有：性质分析、实验原理与操作分析、有关铁方面的计算等。 1．性质分析试题的解题方法 此类试题要求考生从铁及其化合物的反应方面去分析试题内容。特别是铁的变价问题。 2．实验原理与操作试题的解题方法 此类试题要求考生从实验目的、实验原理、实验操作、实验注意点等方面对实验内容作较为详实的分析。主要有铁的性质实验、铁的制取实验、Fe(OH)2制取实验等。 3．有关铁方面的计算试题的解题方法 此类试题可采用方程式分析或将方程式合并后统一分析求解。在解题时尽可能利用守恒法求解。

经典题： 例题1 ：（历年全国高考） .a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg5种金属中的一种。已知：(1)a、c均能与稀硫酸反应放出气体；(2)b与d的硝酸盐反应, 置换出单质d；(3)c与强碱反应放出气体；(4)c、e在冷浓硫酸中发生钝化。由此可判断a、b、c、d、e依次为 ( ) A．Fe Cu Al Ag Mg B．Al Cu Mg Ag Fe C．Mg Cu Al Ag Fe D．Mg Ag Al Cu Fe 方法： 寻找突破囗，并从突破囗推出其它金属。 捷径： 以c、e金属钝化为突破口，由（1）（3）（4）知c为Al，再由（4）知e为Fe。有上述结果和（1）知a为Mg，最后由（2）知b为Cu、d为Ag。解此题的关键是确定c，然后很容易判断出e、a。得答案为C。 总结：判断出c为Al，e为Fe，就可舍去选项A、B，由（2）确定b和d的活泼性。这样判断可简捷些。 例题2 ：（历年上海高考）等质量的铜片，在酒精灯上加热后，分别插入下列溶液中，放置片刻，铜片质量增加的是 （ ） A．硝酸 B．无水乙醇 C．石灰水 D．盐酸 方法：从反应过程进行分析。 捷径：当铜片在酒精灯上加热后，表面生成氧化铜，造成铜片质量增加。当该铜片插入硝酸中，表面的氧化铜及未被氧化的铜均能被硝酸溶解。插入无水乙醇中发生反应CH3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O，铜片又恢复到原来的质量。若插入盐酸中，表面的CuO溶于盐酸中，质量减少。只有插入石灰水中，铜片不发生反应，表面的氧化铜仍附着在铜片上，质量增加。以此得答案为C。 总结：在插入溶液之前，Cｕ片质量就己增加。部分考生未能理解这一点而造成错选。 例题3 ：（历年上海高考）下列反应，其产物的颜色按红、红褐、淡黄、蓝色顺序排列的是 （ ） ①金属钠在纯氧中燃烧 ②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间 ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④无水硫酸铜放入医用酒精中 A．②③①④ B．③②①④ C．③①②④ D．①②③④ 方法：从反应后物质的颜色比较获得结果。 捷径：钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的Na2O2，FeSO4溶液中加入NaOH最终生成红褐色的Fe（OH）3，Fe3+与SCN—生成红色的Fe（SCN）2+，医用酒精是75%的酒精溶液，无水CuSO4与水形成蓝色硫酸铜溶液。故知答案为B。 总结：中学化学课本中有关物质的颜色及固体与溶液的颜色作为识记内容，要牢牢记住。 例题 4 ：（历年上海高考）六价铬对人体有毒,含铬废水要经化学处理后才能排放,方法是用绿矾(FeSO4·7H2O)把废水中的六价铬还原为三价铬离子,再加入过量的石灰水,使铬离子转变为氢氧化铬Cr(OH)3沉淀.其主要反应的化学方程式如下：H2Cr2O7+6FeSO4+6H2SO4=3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+7H2O。 现用上法处理1×104 L含铬(+6价)78 mg/L的废水(Cr相对原子质量52),试回答： (1)处理后,沉淀物中除Cr(OH)3外,还有 、 (用化学式表示). (2)需用绿矾多少千克? 方法：过程分析及方程式分析。 捷径：.(1) H2Cr2O7与FeSO4发生氧化还原反应生成Cr3+及Fe3+。再加入Ca（OH）2后Cr3+、Fe3+均转化为Cr（OH）3、Fe（OH）3。Ca2+又与大量的SO42—形成CaSO4沉淀。因此处理后, 沉淀物中除Cr(OH)3外, 还有Fe(OH)3 和 CaSO4 。 (2) 废水中含铬的物质的量为：n ( Cr ) = ＝15mol 需绿矾的质量为： m (FeSO4·7H2O) = 278g/mol×15mol×3 = 12510g = 12.51kg 。 总结：H2Cr2O7中有两个六价铬。部分考生未考虑两个，而出现FeSO4·7H2O的物质的量为H2Cr2O7的六倍的错误。 例题 5 ：（历年三南高考）金属锡(Sn)的纯度可以通过下述方法分析： 将试样溶于盐酸, 反应的化学方程式为：Sn+2HCl=SnCl2+H2↑，再加入过量FeCl3溶液, 发生如下反应：SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2 ，最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+离子,反应的化学方程式为：6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl=6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O。 现有金属锡试样0.613g，经上述各步反应后, 共用去0.100mol/LK2Cr2O7溶液16.0mL。求试样中锡的百分含量(假定杂质不参加反应)。 方法：根据反应方程式分析计算。 捷径：反应中消耗的K2Cr2O7的物质的量为0.100mol/L×0.0160L=1.60×10－3 mol。 根据反应有FeCl2物质的量＝6×K2Cr2O7物质的量=2×SnCl2物质的量, 得：

Sn的质量为：4.8×10-3 mol×119g/mol = 0.571g 总结：此题也可应用反应关系，通过一步进行计算。 金钥匙： 例题1 ：为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后，再加入适量的盐酸，这种试剂是 （ ） A．NH3·H2O B．NaOH C．MgSO4 D．MgCO3 方法：从提高pH使Fe3+水解，又不引入新的杂质去分析选项。 捷径：要除去溶液中的Fe3+，现分析溶液中的离子组成为Mg2+、Cl—、Fe3+、H+。首先应考虑除杂质时，不能引入新的杂质。当加入NH3·H2O、NaOH、MgSO4时，分别引入了NH4+、Na+、SO42—，故不符合题意，这样用排除法即可选出答案D。那么为什么加入MgCO3

可除去Fe3+呢？MgCO3与Fe3+间并没有反应发生，而是利用了Fe3+的水解，即Fe3++3H2O

Fe（OH）3+3H+。原酸性条件下，Fe3+水解受到抑制。当加入MgCO3后，由于

(mol) MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑的发生，从而破坏了Fe3+的水解平衡，使之向生成Fe（OH）3的方向移动，生成的Fe（OH）3在加热搅拌条件下发生凝聚，最后可将Fe3+除去。答案为D 。 总结：常有同学会误选A、B两选项，原因是忽略了除杂质的前提是不能引入新杂质。 例题2 ：下列铁的化合物中含铁量最高的是（ ） A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．FeO D．FeS2 方法：选项中铁的化合物化学式各不相同，为了便于比较，可将化学式中的铁离子设为一，并将化学式改写成FeOx的形式，然后进行比较。 捷径：分析各物质化学式中的原子个数比，A选项 Fe:O = 2:3，B选项 Fe:O=3:4， C选项 Fe:O=1:1，D选项将Fe:S=1:2，转换成Fe:O=1:4（硫的原子量是氧的2倍），以此得改写后的化学式分别为：FeO1.5、FeO1.33、FeO、FeO4，含铁量最高，也即含氧量最低，因此可得正确答案为C。 总结：通过一价转换，避免了过分复杂的计算，使得解题变得方便，一目了然。 例题3 在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100mL2mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448mL气体（标准状况），此时溶液中无Fe3+离子。则下列判断正确的是(不考虑盐类水解引起的离子浓度的改变) （ ） A． 混合物里三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1︰1︰3 B． 反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl—离子的物质的量之比为1︰2 C． 混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多 D．混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多 方法：方程式合并分析。 捷径： 本题涉及的反应有：①Fe+2HCl = FeCl2+H2↑，②FeO+2HCl = FeCl2+H2O，③Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，④Fe +2FeCl3=3FeCl2 。合并③④反应得：⑤Fe+Fe2O3+6HCl = 3FeCl2+3H2O。从产生H2448mL知反应①消耗的HCl为0.04molHCl，又整个反应共消耗HCl0.2mol。反应②③共耗0.16molHCl，因反应②耗盐酸未知，故A选项错。因最终所得溶液为FeCl2溶液，故反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl—离子的物质的量之比为1︰2，B选项正确。从合并后的反应⑤知Fe比Fe2O3的物质的量多，C选项正确。又因Fe与FeO的物质的量无法确定，故D选项也错。所以答案为B、C。 总结：在相同条件下于同一容器中发生的“连续”反应可以相加，如本题： Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe+Fe2O3+6HCl=3FeCl2+3H2O