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1、铁及其化合物计算题专练一、单选题1由5mol 、4mol和3mol Fe0组成的混合物,加入纯铁1mol并在高温下和反应。若纯铁完全反应，则反应后混合物中Fe0与的物质的量之比不可能是 A 4:3 B3:2 C，3：1 D2：l二 、多选题1将2.4g Fe、Mg合金投入到一定量的稀硝酸中，金属与硝酸恰好完全反应，共收集到标准状况下的气体VL(硝酸被还原成NO)，若向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，待金属元素全部沉淀后，再将沉淀过滤、洗涤、灼烧后称量，质量为3.6g。则收集到的气体体积V的值可能为（ ）。A0.896 B1.10 C 1.69 D 2.24 2、将a g 氧化铁和硫化亚铁
2、组成的混合物溶解在足量的稀盐酸中，结果得到b g沉淀，则原混合物中硫化亚铁的质量可能为A5b g B(a5b) g C(a11b/4) g D11b/4 g3. 向200 mL 0.1mol/L 的Fe(NO3)2溶液中加入一定量NaOH，使Fe2+完全沉淀，加热、蒸干并灼烧混合物直至质量不再变化，此时固体的质量可能为A. 1.60 g B. 2.76 g C. 4.36 g D. 5.54 g4、将5.6g铁放入含有x mol FeCl3和y molCuCl2的混合溶液中，充分反应后，固体粉末仍为5.6g。则x: y可能是 A2:7 B8:7 C1:7 D1:15实验室将9g铝粉跟一定量的金
3、属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是 A B和 C和 D 和FeO6.铁粉和铜粉的均匀混合物，平均分成四份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表（设硝酸的还原产物只有NO）： 编号 1 2 3 4 稀硝酸的体积（ml） 100 200 300 400剩余金属（g） 18.0 9.6 0 0NO体积（ml） 2240 4480 6720 V下列计算结果正确的是( )(A)1 中溶解了5.6克Fe (B)硝酸的浓度为4mol/L(C)2中溶解了9.6克Cu （D）4中V=8960三、填空题1合
4、成氨工业生产中所用的Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3（1）某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧的物质的量之比为45，其中Fe2与Fe3物质的量之比为_。（2）当催化剂中Fe2与Fe3的物质的量之比为12时，其催化活性最高，此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为_（用小数表示，保留2位小数）。（3）以Fe2O3为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量炭粉，发生如下反应：2Fe2O3C4FeOCO2。为制得这种活性最高的催化剂，应向480g Fe2O3粉末中加入炭粉的质量为_g。2.用稀硫酸溶解FeS和Fe(OH)3的混合物28.3克可得1.6克硫，混合物中FeS的质量是 克。当FeS为 反应
5、完成后在溶液中滴入NH4SCN溶液使溶液显血红色3.在Fe2O3和Fe的混合物中加入足量的稀硫酸，充分反应后生成FeSO4溶液和H2。若生成的Fe2与H2的质量比为1121，则（1）Fe2与H2的物质的量之比为_（2）若将生成的Fe2分成4等份，就其来源而言，其中_份来自Fe与H的反应，_份是Fe3的还原产物。（3）原混合物中Fe2O3与Fe的质量比为10_四、计算题1.在2L Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中，加入30g纯铁粉，最后得到2L 0.25mol/L的FeSO4溶液和26g固体沉淀物。求原混合溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量的浓度。2、（13分）电子工业常用
6、一定浓度的溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷线路板有关反应为：2FeCl3 + Cu = CuCl2 + 2FeCl2现将一块敷有铜箔的绝缘板浸入某溶液A中，一段时间后，将该线路板取出，向所得溶液B中加入铁粉m g，充分反应后剩余固体n g；将固体滤出并从滤液C（忽略反应前后溶液体积的变化）中取出20.00 mL，向其中滴入溶液60.00 mL时，溶液中的恰好完全沉淀请计算：（1）溶液A中的物质的量浓度为_；（2）假若铁粉不再溶解，向溶液B中加入的铁粉质量至少应当大于_g；（3）讨论当剩余固体的组成不同时m与n可能的取值范围，并填入下表剩余固体的组成m的取值范围n的取值范围只有铜有铁且有铜（用
7、含m的代数式表示）（4）当m100.0，n96.8时，溶液B中的物质的量浓度为_3、(8分)将一定量的混合均匀的铁粉和硫粉在隔绝空气的条件下共热，充分反应后冷却至室温，得到固体A。将质量为m的固体A加入到300mL 2molL1盐酸中使之完全溶解，测得室温下加入的固体A的质量与收集到的气体体积（已换算成标准状况）的关系如图，（假设氢硫酸溶液饱和之前无硫化氢逸出）。已知加入固体A的质量m3.2g时，收集到的气体为氢气，当m3.2g时收集到的气体为氢气和硫化氢的混合气。试分析与计算：（1）3.2g固体A中所含的物质有（写化学式） 。（2）3.2g固体A中各物质的物质的量分别为 。溶于上述盐酸充分反
8、应后，所得的溶液中氢硫酸的物质的量浓度为（忽略体积变化） 。（3）当固体A全部溶于上述盐酸，且A的质量m3.2g时，收集到的气体体积（标准状况下）V= mL。（用含m的代数式）4、向100 mLBaCl2、AlCl3、FeCl3的混合溶液A中，逐滴加入Na2SO4和NaOH的混合溶液B，产生的沉淀和加入混合溶液B的体积关系如下图所示：（1）加入B溶液110 mL时，溶液中的沉淀是 （填化学式或名称，下同），溶液中的溶质是 。（2）从90 mL至100mL之间加入10mL B溶液时发生的离子反应方程式是：Ba2+ + SO42BaSO4，Al(OH)3 + OH AlO2 +2H2O则溶液B中N
9、a2SO4与NaOH的物质的量浓度之比为 ；（3）将A、B溶液中各溶质的物质的量浓度填入下表：溶 质Na2SO4NaOHBaCl2AlCl3FeCl3浓度（molL1）5、(14分)为测定一置于空气中的某硫酸酸化的FeSO4溶液中Fe2+被氧化的百分率，某同学准确最取pH=1（忽略Fe2+、Fe3+的水解）的FeSO4溶液200mL，加入过量BaCl2溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到沉淀28.0 g；再另取同样的FeSO4溶液200 mL，向其中加入过量NaOH溶液，搅拌使其充分反应，待沉淀全部变为红褐色后，过滤、洗涤并灼烧所得固体，最终得固体8.0g。(1)通过计算，填写下表：c(H+
10、)c(SO42)c(Fe2+、Fe3+)注：c(Fe2+、Fe3+)表示Fe2+和Fe3+的总的物质的量的浓度(2)计算原溶液中Fe2+被氧化的百分率。(3)当Fe2+部分被氧化时，试推导c(Fe2+、Fe3+)与c(H+)、c(SO42的关系。6、（12分）一包重41.6 g的固体样品，其成分是硫和铁的化合物，将它充分煅烧后，硫和铁分别被氧化成SO2和Fe2O3，其中SO2在标准状况下为13.44 L。试求：（1）样品中硫元素与铁元素的物质的量之比。（2）样品化合物的成分是什么？（3）样品中化合物的物质的量各为多少？7、（10分）有三份不同质量的铁粉样品，甲、乙、丙三位同学各取一份样品分别与
11、含有0.8molHNO3的稀硝酸反应,反应后硝酸和铁均无剩余，且硝酸的还原产物只有NO。据此回答下列问题：甲取样品，反应后溶液中铁只以Fe3+离子形式存在，则样品的质量为 g。乙取样品，反应后溶液中既含有Fe3+、又含有Fe2+离子，则样品的质量（设为ag）范围是 。丙取样品，将其慢慢加入到稀硝酸中，并搅拌，反应过程中溶液里Fe3+、Fe2+、NO3三种离子中的两种离子的物质的量的变化曲线如下图所示，则该曲线表示的是_物质的量变化的曲线，请你在此图中再画出另外2种离子的物质的量的变化曲线。8已知：Fe2+能被稀硝酸氧化，反应方程式为：3Fe(NO3)2 + 4HNO3(稀) 3 Fe(NO3)
12、3 + NO+ 2H2O现将一定量的铁和铜的混合物分为等质量的4份，分别加入等浓度不同体积的稀硝酸（假设反应中稀硝酸的还原产物只有NO），产生气体的体积与剩余固体的质量如下表：硝酸体积（mL)100200300400剩余固体（g）18.09.600放出气体的体积（mL）224044806720（1）放出2240 mL气体时，消耗金属的质量为_g （2）稀硝酸的浓度为_ molL1 （3）计算原混合物中铁和铜的物质的量比为多少？（4）加入400 mL稀硝酸，反应完全后，计算溶液中硝酸根离子的物质的量。一、1a 二、1ab 2bd 3cd 4ac 5ad 6bd三、1.（1）21 （2）0.72
13、（3）6克2、4.4克或15.6克。当FeS是4.4克时反应完成后在溶液中滴入NH4SCN溶液使溶液显血红色3、（8分）（1）4：1 （2）1，2 （3）7四、1、cFe2(SO4)3=0.1/2=0.05(mol/L); cCuSO4=0.2/2=0.1(mol/L)2.（1）3.00 （ 1分） （2）67.2g （2分）（3）（每空2分）剩余固体的组成m的取值范围n的取值范围只有铜0m67.20n76.8有铁且有铜m67.2x-67.2nx + 9.6（4）2.5 （2分）3.(1)FeS, Fe. (2) n(Fe)=0.01mol n(FeS)=0.03mol. c(H2S)=0.1
14、molL-1(3)V=(280m-672)mL4.（1）BaSO4、Fe(OH)3 （2分），NaCl、NaAlO2（2分）。（2）1：1（1分）（3）（5分）溶质Na2SO4NaOHBaCl2AlCl3FeCl3浓度（molL1）1110.20.15.（1）0.1mol/L 0.6 mol/L 0.5 mol/L（每空2分）（2）Fe2+被氧化的百分率为：（2分）（3）若Fe2+没有被氧化，c(Fe2+、Fe3+)= c(SO42)c(H+)若Fe2+全部被氧化，c(Fe2+、Fe3+)=c(SO42)c(H+)故当Fe2+部分被氧化时，c(Fe2+、Fe3+)与c(H+)、c(SO42)的
15、关系为：c(SO42)c(H+)c(Fe2+、Fe3+)c(SO42)c(H+)6答案：（1）32（3分）（2）FeS和FeS2（3分）（3）FeS为0.2 mol（3分），FeS2为0.2 mol（3分） 说明答案(2)也可以是Fe2S3 (3) 0.2mol7. 11.2g （2分）11.2a16.8（2分）NO3（2分）8 （1）8.4（2分）（2） 4（2分）（3）21（2分）（4）1.20例析金属与酸反应的图像题江苏省兴化楚水实验学校陈金健一般情况下，活泼金属可以与稀盐酸、稀硫酸等稀酸溶液发生反应生成氢气。涉及金属与酸反应问题的图像题，侧重于考查金属的活动性、金属的相对原子质量、氢气
16、的质量（或体积）、溶液的质量、溶质质量分数等相关量的变化关系。解答这类题的关键是，读懂图像本意，审清图像内涵。准确理解并应用图像中的相关信息，正确解题。如图1，图中横坐标代表时间，纵坐标代表生成氢气的质量。当金属与稀酸溶液反应时，随着反应的进行，生成氢气的质量越来越大，此时在图像上表现为一条上升的直线（如图1中OA段所示 ），且生成氢气越快，这条直线的斜率越大（即“坡度越陡”）。因此，从图像上看生成氢气的快慢只须看“坡度陡、坡度缓”，“坡度越陡”表示生成氢气越快，线段OA的斜率与金属的活动性强弱有关。金属活动性越强，线段斜率越大。“坡度越缓”表示生成氢气越慢，金属活动性越弱，线段斜率越小。当金
17、属与稀酸溶液充分反应后，生成氢气的质量将不再变化，此后在图像上表现为一条水平直线（如图1中的AB段所示）。生成氢气越多，这条直线表现在图像上就越高。因此，从图像上看生成氢气的多少，只须看“线高、线低”，“线越高”表示生成氢气越多，“线越低”表示生成氢气越少。综上所述，解决这类问题时，一般需要用到下列规律：1.在温度、金属颗粒大小和稀酸溶液溶质质量分数一定的条件下，金属的活动性越强，生成氢气就越快；生成氢气越快，说明金属的活动性就越强。2.当金属的化合价相同时，对于相同质量的金属，金属的相对原子质量越大，生成的氢气越少；生成的氢气越多，金属的相对原子质量越小。例1.锌和稀硫酸反应生成氢气，几次实
18、验的锌的用量不等，但稀硫酸的用量相同。锌的用量（X轴），生在氢气的体积（Y轴）（在同温同压下测定）关系如图2，下列关于实验结果描述错误的是（ ）A线段AB（包括A点）表示锌过量、硫酸已耗尽B线段AB（不包括A点）表示锌过量、硫酸已耗尽C线段OA（包括A点）表示锌和过量的硫酸反应D线段OA（不包括A点）表示锌和过量的硫酸反应解析：一定质量的锌与足量的稀硫酸充分反应，图2中A点表示某一时刻，反应刚好停止。线段OA（包括点A）表示金属和过量的稀硫酸反应。线段AB（不包括点A）表示金属已经反应完，而稀硫酸过量。不过，值得我们注意的是，如果是足量的锌与一定量的稀硫酸充分反应时，那么线段OA（包括点A）则
19、表示过量的金属和稀硫酸反应。线段AB（不包括点A）表示稀硫酸已经消耗完，而锌过量。解答：B、D如图3，金属A的活动性要比金属B的活动性强。如果金属A、B与相同质量分数的酸溶液反应后生成的化合物中元素化合价相同（ 如同为+2价等）那么，生成氢气的体积越多或质量越大，则该金属的相对原子质量越小。图3中金属B的相对原子质量小于金属A的相对原子质量。 足量的A、B两种金属同时分别放入两份溶质质量分数相同的少量稀盐酸中，如果反应后出现一种金属有剩余或两种金属都有剩余，而稀盐酸完全消耗了，那么它们生成氢气的体积（或质量）相等，如图4所示。练一练 将物质的量相等的铝粉和铁粉分别与同体积、同浓度的稀硫酸反应。
20、反应情况如图5所示。有关叙述中正确的是（ ）A铝粉、铁粉和硫酸均有剩余B铝粉、铁粉均反应完，硫酸有剩余C硫酸、铝粉均反应完，铁粉有剩余D硫酸、铁粉均反应完，铝粉有剩余例2. 某探究小组的同学对金属的性质很感兴趣，探究金属的活泼性。取等质量的A、B金属，分别投入溶质质量分数相同的足量的盐酸中，生成氢气的质量（m）与时间（t）的关系如图6（已知A、B元素在生成物中的化合价相同）1.由图6分析，甲、乙、丙三位同学的对话正确的是（ ）甲：时间t1时，产生氢气的质量AB乙：到时间t2时，金属均有剩余丙：两种金属原子的相对原子质量AB2.结论：金属A、B的活泼性强弱关系是（ ）解析：金属与酸反应涉及的量有
21、：金属的质量；金属元素在反应中显示的化合价；金属的相对原子质量；金属的活动性；产生氢气的量；产生氢气的时间；酸的量。这些量之间存在如下关系：1.当金属的化合价相同时，对于相同质量的金属，金属的相对原子质量越大，生成的氢气越少；生成的氢气越多，金属的相对原子质量越小。2.在温度、金属颗粒大小和稀酸溶液溶质质量分数一定的条件下，金属的活动性越强，生成氢气就越快；生成氢气越快，说明金属的活动性就越强。可通过曲线的斜率来判断金属的活动性，斜率越大，反应的速率越快，则金属的活动性越强。解决这类问题有时要讨论两种情况：1.如果酸足量，由于A、B的相对原子质量不同，则产生氢气的量不同；2.如果酸不足，产生氢
22、气的量相同，相对原子质量小的金属一定过量，相对原子质量较大的金属可能过量，也可能正好完全反应。本题中等质量的A、B金属，分别投入溶质质量分数相同的足量的盐酸中。由图示产生氢气的量不相等，属于第一种情况。解答：1、甲、丙 2、 AB练一练 等质量的镁、锌、铁分别跟足量的稀硫酸在室温下起反应，图7中能够正确反映产生氢气质量m与反应时间t关系的图像为（ ）练一练 将质量相等的A、B、C三种金属，同时分别放入三份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中，反应生成H2的质量与反应时间的关系如图8所示。根据图中所提供的信息，得出的结论正确的是（ ）（A、B、C在生成物中均为+2价） A放出H2的质量是ABCB金属
23、活动性顺序是ABCC反应速率最大的是A D相对原子质量是CBA练一练 将等质量的镁、铁、锌，分别放入三份溶质质量分数相同的稀盐酸中，反应生成的H2质量与反应时间的关系如图9所示。根据图中的信息，作出的判断不正确的是（ ）A图线x表示镁的反应情况 B铁消耗的稀盐酸质量最大C镁、锌一定过量，铁可能反应完D镁一定过量，锌、铁可能反应完我们在讨论金属与酸反应的图像问题时，一定要分清图像中X、Y轴所表示的具体含义，因为变换了X、Y轴的内容，所对应的图像就会出现不同的情形。如果X轴表示参加反应的金属的质量， Y轴表示生成的氢气的质量，一定量的不同金属与足量的酸进行反应，如 图10所示。假设三种金属分别为铝
24、、镁、铁，你能找出其中代表铁的线条吗？这时，我们可采取以下方法：1、在图像上画一条平行于X轴的直线与三个线条交于不同的三个点，比较这三个点的横坐标数值的大小，数值越大，表示产生等质量的氢气时，消耗的金属质量越多，数值越小，表示产生等质量的氢气时，消耗的金属质量越少；2、在图像上画一条平行于Y轴的直线与三个线条交于不同的三个点，比较这三个点的纵坐标数值的大小，数值越大，表示相等质量的金属完全反应后，产生的氢气越多；数值越小，表示相等质量的金属完全反应后，产生的氢气越少。通过以上分析，我们不难看出，线条C表示的金属是铁。练一练 图11表示Fe、Zn、Mg、Al分别跟稀盐酸反应制取氢气的质量（m）与
25、所用的金属质量（M）之间的关系图，其中正确的是 （ ）刚才提到，我们在讨论金属与酸反应的图像问题时，一定要分清图像中X、Y轴所表示的具体含义，因为变换了X、Y轴的内容，所对应的图像就会出现不同的情形。进行变式训练时，有时还会出现如下的情况。例3.向一定量的铁粉中逐滴加入稀硫酸至过量，图12是反应过程中某种物质的质量Y随加入稀硫酸的质量变化的关系，则Y不可能表示（ ）A消耗铁粉的质量 B生成硫酸亚铁的质量C溶液的总质量 D生成氢气的质量解析：根据金属与酸反应的原理与过程，图中确定了X轴的含义，表示稀硫酸的质量，那么一段时间后，消耗铁粉的质量从无到有，渐渐增多，完全消耗后，不再变化。生成硫酸亚铁的
26、质量也是从无到有，渐渐增多，反应停止后，不再变化。生成氢气的质量也是从无到有，渐渐增多，反应停止后，不再变化。而溶液的质量一开始不应该是0，并且反应后溶液的质量一直在增加。所以Y轴有可能是消耗铁粉的质量、生成硫酸亚铁的质量、生成氢气的质量，Y轴不可能表示溶液的总质量。解答：C练一练 如图13表示等质量的金属Mg和Al分别与足量且质量分数相等的稀硫酸反应，下列叙述正确的是（ ）AX表示反应所用时间，Y表示生成氢气的质量 BX表示生成氢气的质量，Y表示反应所用时间CX表示滴加稀硫酸的质量，Y表示生成氢气的质量DX表示参加反应的金属的质量，Y表示生成氢气的质量提示：质量相等的Mg和Al与足量且质量分
27、数相等的稀硫酸反应，Al产生氢气的质量比Mg产生氢气的质量多，同时Al消耗的硫酸质量也比Mg消耗的硫酸质量多。因为两种金属的活动性不相同，所以它们反应所需的时间也不相同。例4.白铁是镀锌的铁，将白铁投入到稀硫酸溶液中，反应产生氢气的质量和反应时间的关系如图14，写出不同时间的化学方程式：1.0-t1间不产生氢气：2.t1-t2间产生氢气速度快：3.t2后产生氢气较慢：解析：因为白铁是镀锌的铁，白铁最外层的锌与空气中的氧气反应生成致密的氧化锌。将白铁投入到稀硫酸中，刚开始应是氧化锌与硫酸反应，此时没有气泡产生。反应的化学方程式是：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O ，除去氧化锌后，锌与稀硫酸
28、接触，快速反应产生氢气，化学方程式是：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，镀锌层消耗后，铁与稀硫酸接触，缓慢地产生氢气，反应的化学方程式是：Fe+H2SO4=FeSO4+H2。解答：1.ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O 2.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 3.Fe+H2SO4=FeSO4+H2练一练 将相等质量的锌粒（X）与锌粉（Y）投入到相同体积相同质量分数的足量稀盐酸中，充分反应。图15中能正确表示产生氢气的质量与反应的时间的关系的是（ ）提示：等质量的锌粒与锌粉与足量的稀盐酸充分反应后，生成的氢气的质量应该项相等。反应物的颗粒大小影响了反应的速率，也就是反应所需的时间有区别，颗粒越小反应就越快，所需要的时间就越短。练一练：1、C 2、A 3、A D 4、C 5、D 6、C 7、A17