鐵及其化合物計算題專練.doc

鐵及其化合物計算題專練一、單選題1由5mol 、4mol和3mol Fe0組成的混合物,加入純鐵1mol并在高溫下和反應。若純鐵完全反應，則反應后混合物中Fe0與的物質(zhì)的量之比不可能是 A 4:3 B3:2 C，3：1 D2：l二 、多選題1將2.4g Fe、Mg合金投入到一定量的稀硝酸中，金屬與硝酸恰好完全反應，共收集到標準狀況下的氣體VL(硝酸被還原成NO)，若向反應后的溶液中加入足量的NaOH溶液，待金屬元素全部沉淀后，再將沉淀過濾、洗滌、灼燒后稱量，質(zhì)量為3.6g。則收集到的氣體體積V的值可能為（ ）。A0.896 B1.10 C 1.69 D 2.24 2、將a g 氧化鐵和硫化亞鐵組成的混合物溶解在足量的稀鹽酸中，結(jié)果得到b g沉淀，則原混合物中硫化亞鐵的質(zhì)量可能為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，加熱、蒸干并灼燒混合物直至質(zhì)量不再變化，此時固體的質(zhì)量可能為A. 1.60 g B. 2.76 g C. 4.36 g D. 5.54 g4、將5.6g鐵放入含有x mol FeCl3和y molCuCl2的混合溶液中，充分反應后，固體粉末仍為5.6g。則x: y可能是 A2:7 B8:7 C1:7 D1:15實驗室將9g鋁粉跟一定量的金屬氧化物粉末混合形成鋁熱劑。發(fā)生鋁熱反應之后，所得固體中含金屬單質(zhì)為18g，則該氧化物粉末可能是 A B和 C和 D 和FeO6.鐵粉和銅粉的均勻混合物，平均分成四份，分別加入同濃度的稀硝酸，充分反應，在標準狀況下生成NO的體積和剩余金屬的質(zhì)量如下表（設硝酸的還原產(chǎn)物只有NO）： 編號 1 2 3 4 稀硝酸的體積（ml） 100 200 300 400剩余金屬（g） 18.0 9.6 0 0NO體積（ml） 2240 4480 6720 V下列計算結(jié)果正確的是( )(A)1 中溶解了5.6克Fe (B)硝酸的濃度為4mol/L(C)2中溶解了9.6克Cu （D）4中V=8960三、填空題1合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe2O3（1）某FeO、Fe2O3混合物中，鐵、氧的物質(zhì)的量之比為45，其中Fe2與Fe3物質(zhì)的量之比為_。（2）當催化劑中Fe2與Fe3的物質(zhì)的量之比為12時，其催化活性最高，此時鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)為_（用小數(shù)表示，保留2位小數(shù)）。（3）以Fe2O3為原料制備上述催化劑，可向其中加入適量炭粉，發(fā)生如下反應：2Fe2O3C4FeOCO2。為制得這種活性最高的催化劑，應向480g Fe2O3粉末中加入炭粉的質(zhì)量為_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的質(zhì)量是 克。當FeS為 反應完成后在溶液中滴入NH4SCN溶液使溶液顯血紅色3.在Fe2O3和Fe的混合物中加入足量的稀硫酸，充分反應后生成FeSO4溶液和H2。若生成的Fe2與H2的質(zhì)量比為1121，則（1）Fe2與H2的物質(zhì)的量之比為_（2）若將生成的Fe2分成4等份，就其來源而言，其中_份來自Fe與H的反應，_份是Fe3的還原產(chǎn)物。（3）原混合物中Fe2O3與Fe的質(zhì)量比為10_四、計算題1.在2L Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中，加入30g純鐵粉，最后得到2L 0.25mol/L的FeSO4溶液和26g固體沉淀物。求原混合溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物質(zhì)的量的濃度。2、（13分）電子工業(yè)常用一定濃度的溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板，制成印刷線路板有關(guān)反應為：2FeCl3 + Cu = CuCl2 + 2FeCl2現(xiàn)將一塊敷有銅箔的絕緣板浸入某溶液A中，一段時間后，將該線路板取出，向所得溶液B中加入鐵粉m g，充分反應后剩余固體n g；將固體濾出并從濾液C（忽略反應前后溶液體積的變化）中取出20.00 mL，向其中滴入溶液60.00 mL時，溶液中的恰好完全沉淀請計算：（1）溶液A中的物質(zhì)的量濃度為_；（2）假若鐵粉不再溶解，向溶液B中加入的鐵粉質(zhì)量至少應當大于_g；（3）討論當剩余固體的組成不同時m與n可能的取值范圍，并填入下表剩余固體的組成m的取值范圍n的取值范圍只有銅有鐵且有銅（用含m的代數(shù)式表示）（4）當m100.0，n96.8時，溶液B中的物質(zhì)的量濃度為_3、(8分)將一定量的混合均勻的鐵粉和硫粉在隔絕空氣的條件下共熱，充分反應后冷卻至室溫，得到固體A。將質(zhì)量為m的固體A加入到300mL 2molL1鹽酸中使之完全溶解，測得室溫下加入的固體A的質(zhì)量與收集到的氣體體積（已換算成標準狀況）的關(guān)系如圖，（假設氫硫酸溶液飽和之前無硫化氫逸出）。已知加入固體A的質(zhì)量m3.2g時，收集到的氣體為氫氣，當m3.2g時收集到的氣體為氫氣和硫化氫的混合氣。試分析與計算：（1）3.2g固體A中所含的物質(zhì)有（寫化學式） 。（2）3.2g固體A中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為 。溶于上述鹽酸充分反應后，所得的溶液中氫硫酸的物質(zhì)的量濃度為（忽略體積變化） 。（3）當固體A全部溶于上述鹽酸，且A的質(zhì)量m3.2g時，收集到的氣體體積（標準狀況下）V= mL。（用含m的代數(shù)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，產(chǎn)生的沉淀和加入混合溶液B的體積關(guān)系如下圖所示：（1）加入B溶液110 mL時，溶液中的沉淀是 （填化學式或名稱，下同），溶液中的溶質(zhì)是 。（2）從90 mL至100mL之間加入10mL B溶液時發(fā)生的離子反應方程式是：Ba2+ + SO42BaSO4，Al(OH)3 + OH AlO2 +2H2O則溶液B中Na2SO4與NaOH的物質(zhì)的量濃度之比為 ；（3）將A、B溶液中各溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度填入下表：溶 質(zhì)Na2SO4NaOHBaCl2AlCl3FeCl3濃度（molL1）5、(14分)為測定一置于空氣中的某硫酸酸化的FeSO4溶液中Fe2+被氧化的百分率，某同學準確最取pH=1（忽略Fe2+、Fe3+的水解）的FeSO4溶液200mL，加入過量BaCl2溶液，充分反應后過濾、洗滌、干燥，得到沉淀28.0 g；再另取同樣的FeSO4溶液200 mL，向其中加入過量NaOH溶液，攪拌使其充分反應，待沉淀全部變?yōu)榧t褐色后，過濾、洗滌并灼燒所得固體，最終得固體8.0g。(1)通過計算，填寫下表：c(H+)c(SO42)c(Fe2+、Fe3+)注：c(Fe2+、Fe3+)表示Fe2+和Fe3+的總的物質(zhì)的量的濃度(2)計算原溶液中Fe2+被氧化的百分率。(3)當Fe2+部分被氧化時，試推導c(Fe2+、Fe3+)與c(H+)、c(SO42的關(guān)系。6、（12分）一包重41.6 g的固體樣品，其成分是硫和鐵的化合物，將它充分煅燒后，硫和鐵分別被氧化成SO2和Fe2O3，其中SO2在標準狀況下為13.44 L。試求：（1）樣品中硫元素與鐵元素的物質(zhì)的量之比。（2）樣品化合物的成分是什么？（3）樣品中化合物的物質(zhì)的量各為多少？7、（10分）有三份不同質(zhì)量的鐵粉樣品，甲、乙、丙三位同學各取一份樣品分別與含有0.8molHNO3的稀硝酸反應,反應后硝酸和鐵均無剩余，且硝酸的還原產(chǎn)物只有NO。據(jù)此回答下列問題：甲取樣品，反應后溶液中鐵只以Fe3+離子形式存在，則樣品的質(zhì)量為 g。乙取樣品，反應后溶液中既含有Fe3+、又含有Fe2+離子，則樣品的質(zhì)量（設為ag）范圍是 。丙取樣品，將其慢慢加入到稀硝酸中，并攪拌，反應過程中溶液里Fe3+、Fe2+、NO3三種離子中的兩種離子的物質(zhì)的量的變化曲線如下圖所示，則該曲線表示的是_物質(zhì)的量變化的曲線，請你在此圖中再畫出另外2種離子的物質(zhì)的量的變化曲線。8已知：Fe2+能被稀硝酸氧化，反應方程式為：3Fe(NO3)2 + 4HNO3(稀) 3 Fe(NO3)3 + NO+ 2H2O現(xiàn)將一定量的鐵和銅的混合物分為等質(zhì)量的4份，分別加入等濃度不同體積的稀硝酸（假設反應中稀硝酸的還原產(chǎn)物只有NO），產(chǎn)生氣體的體積與剩余固體的質(zhì)量如下表：硝酸體積（mL)100200300400剩余固體（g）18.09.600放出氣體的體積（mL）224044806720（1）放出2240 mL氣體時，消耗金屬的質(zhì)量為_g （2）稀硝酸的濃度為_ molL1 （3）計算原混合物中鐵和銅的物質(zhì)的量比為多少？（4）加入400 mL稀硝酸，反應完全后，計算溶液中硝酸根離子的物質(zhì)的量。一、1a 二、1ab 2bd 3cd 4ac 5ad 6bd三、1.（1）21 （2）0.72 （3）6克2、4.4克或15.6克。當FeS是4.4克時反應完成后在溶液中滴入NH4SCN溶液使溶液顯血紅色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）剩余固體的組成m的取值范圍n的取值范圍只有銅0m67.20n76.8有鐵且有銅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)=0.1molL-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）溶質(zhì)Na2SO4NaOHBaCl2AlCl3FeCl3濃度（molL1）1110.20.15.（1）0.1mol/L 0.6 mol/L 0.5 mol/L（每空2分）（2）Fe2+被氧化的百分率為：（2分）（3）若Fe2+沒有被氧化，c(Fe2+、Fe3+)= c(SO42)c(H+)若Fe2+全部被氧化，c(Fe2+、Fe3+)=c(SO42)c(H+)故當Fe2+部分被氧化時，c(Fe2+、Fe3+)與c(H+)、c(SO42)的關(guān)系為：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為0.2 mol（3分），F(xiàn)eS2為0.2 mol（3分） 說明答案(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例析金屬與酸反應的圖像題江蘇省興化楚水實驗學校陳金健一般情況下，活潑金屬可以與稀鹽酸、稀硫酸等稀酸溶液發(fā)生反應生成氫氣。涉及金屬與酸反應問題的圖像題，側(cè)重于考查金屬的活動性、金屬的相對原子質(zhì)量、氫氣的質(zhì)量（或體積）、溶液的質(zhì)量、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)等相關(guān)量的變化關(guān)系。解答這類題的關(guān)鍵是，讀懂圖像本意，審清圖像內(nèi)涵。準確理解并應用圖像中的相關(guān)信息，正確解題。如圖1，圖中橫坐標代表時間，縱坐標代表生成氫氣的質(zhì)量。當金屬與稀酸溶液反應時，隨著反應的進行，生成氫氣的質(zhì)量越來越大，此時在圖像上表現(xiàn)為一條上升的直線（如圖1中OA段所示 ），且生成氫氣越快，這條直線的斜率越大（即“坡度越陡”）。因此，從圖像上看生成氫氣的快慢只須看“坡度陡、坡度緩”，“坡度越陡”表示生成氫氣越快，線段OA的斜率與金屬的活動性強弱有關(guān)。金屬活動性越強，線段斜率越大?！捌露仍骄彙北硎旧蓺錃庠铰?，金屬活動性越弱，線段斜率越小。當金屬與稀酸溶液充分反應后，生成氫氣的質(zhì)量將不再變化，此后在圖像上表現(xiàn)為一條水平直線（如圖1中的AB段所示）。生成氫氣越多，這條直線表現(xiàn)在圖像上就越高。因此，從圖像上看生成氫氣的多少，只須看“線高、線低”，“線越高”表示生成氫氣越多，“線越低”表示生成氫氣越少。綜上所述，解決這類問題時，一般需要用到下列規(guī)律：1.在溫度、金屬顆粒大小和稀酸溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)一定的條件下，金屬的活動性越強，生成氫氣就越快；生成氫氣越快，說明金屬的活動性就越強。2.當金屬的化合價相同時，對于相同質(zhì)量的金屬，金屬的相對原子質(zhì)量越大，生成的氫氣越少；生成的氫氣越多，金屬的相對原子質(zhì)量越小。例1.鋅和稀硫酸反應生成氫氣，幾次實驗的鋅的用量不等，但稀硫酸的用量相同。鋅的用量（X軸），生在氫氣的體積（Y軸）（在同溫同壓下測定）關(guān)系如圖2，下列關(guān)于實驗結(jié)果描述錯誤的是（ ）A線段AB（包括A點）表示鋅過量、硫酸已耗盡B線段AB（不包括A點）表示鋅過量、硫酸已耗盡C線段OA（包括A點）表示鋅和過量的硫酸反應D線段OA（不包括A點）表示鋅和過量的硫酸反應解析：一定質(zhì)量的鋅與足量的稀硫酸充分反應，圖2中A點表示某一時刻，反應剛好停止。線段OA（包括點A）表示金屬和過量的稀硫酸反應。線段AB（不包括點A）表示金屬已經(jīng)反應完，而稀硫酸過量。不過，值得我們注意的是，如果是足量的鋅與一定量的稀硫酸充分反應時，那么線段OA（包括點A）則表示過量的金屬和稀硫酸反應。線段AB（不包括點A）表示稀硫酸已經(jīng)消耗完，而鋅過量。解答：B、D如圖3，金屬A的活動性要比金屬B的活動性強。如果金屬A、B與相同質(zhì)量分數(shù)的酸溶液反應后生成的化合物中元素化合價相同（ 如同為+2價等）那么，生成氫氣的體積越多或質(zhì)量越大，則該金屬的相對原子質(zhì)量越小。圖3中金屬B的相對原子質(zhì)量小于金屬A的相對原子質(zhì)量。 足量的A、B兩種金屬同時分別放入兩份溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同的少量稀鹽酸中，如果反應后出現(xiàn)一種金屬有剩余或兩種金屬都有剩余，而稀鹽酸完全消耗了，那么它們生成氫氣的體積（或質(zhì)量）相等，如圖4所示。練一練 將物質(zhì)的量相等的鋁粉和鐵粉分別與同體積、同濃度的稀硫酸反應。反應情況如圖5所示。有關(guān)敘述中正確的是（ ）A鋁粉、鐵粉和硫酸均有剩余B鋁粉、鐵粉均反應完，硫酸有剩余C硫酸、鋁粉均反應完，鐵粉有剩余D硫酸、鐵粉均反應完，鋁粉有剩余例2. 某探究小組的同學對金屬的性質(zhì)很感興趣，探究金屬的活潑性。取等質(zhì)量的A、B金屬，分別投入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同的足量的鹽酸中，生成氫氣的質(zhì)量（m）與時間（t）的關(guān)系如圖6（已知A、B元素在生成物中的化合價相同）1.由圖6分析，甲、乙、丙三位同學的對話正確的是（ ）甲：時間t1時，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量AB乙：到時間t2時，金屬均有剩余丙：兩種金屬原子的相對原子質(zhì)量AB2.結(jié)論：金屬A、B的活潑性強弱關(guān)系是（ ）解析：金屬與酸反應涉及的量有：金屬的質(zhì)量；金屬元素在反應中顯示的化合價；金屬的相對原子質(zhì)量；金屬的活動性；產(chǎn)生氫氣的量；產(chǎn)生氫氣的時間；酸的量。這些量之間存在如下關(guān)系：1.當金屬的化合價相同時，對于相同質(zhì)量的金屬，金屬的相對原子質(zhì)量越大，生成的氫氣越少；生成的氫氣越多，金屬的相對原子質(zhì)量越小。2.在溫度、金屬顆粒大小和稀酸溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)一定的條件下，金屬的活動性越強，生成氫氣就越快；生成氫氣越快，說明金屬的活動性就越強。可通過曲線的斜率來判斷金屬的活動性，斜率越大，反應的速率越快，則金屬的活動性越強。解決這類問題有時要討論兩種情況：1.如果酸足量，由于A、B的相對原子質(zhì)量不同，則產(chǎn)生氫氣的量不同；2.如果酸不足，產(chǎn)生氫氣的量相同，相對原子質(zhì)量小的金屬一定過量，相對原子質(zhì)量較大的金屬可能過量，也可能正好完全反應。本題中等質(zhì)量的A、B金屬，分別投入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同的足量的鹽酸中。由圖示產(chǎn)生氫氣的量不相等，屬于第一種情況。解答：1、甲、丙 2、 AB練一練 等質(zhì)量的鎂、鋅、鐵分別跟足量的稀硫酸在室溫下起反應，圖7中能夠正確反映產(chǎn)生氫氣質(zhì)量m與反應時間t關(guān)系的圖像為（ ）練一練 將質(zhì)量相等的A、B、C三種金屬，同時分別放入三份溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同且足量的稀鹽酸中，反應生成H2的質(zhì)量與反應時間的關(guān)系如圖8所示。根據(jù)圖中所提供的信息，得出的結(jié)論正確的是（ ）（A、B、C在生成物中均為+2價） A放出H2的質(zhì)量是ABCB金屬活動性順序是ABCC反應速率最大的是A D相對原子質(zhì)量是CBA練一練 將等質(zhì)量的鎂、鐵、鋅，分別放入三份溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同的稀鹽酸中，反應生成的H2質(zhì)量與反應時間的關(guān)系如圖9所示。根據(jù)圖中的信息，作出的判斷不正確的是（ ）A圖線x表示鎂的反應情況 B鐵消耗的稀鹽酸質(zhì)量最大C鎂、鋅一定過量，鐵可能反應完D鎂一定過量，鋅、鐵可能反應完我們在討論金屬與酸反應的圖像問題時，一定要分清圖像中X、Y軸所表示的具體含義，因為變換了X、Y軸的內(nèi)容，所對應的圖像就會出現(xiàn)不同的情形。如果X軸表示參加反應的金屬的質(zhì)量， Y軸表示生成的氫氣的質(zhì)量，一定量的不同金屬與足量的酸進行反應，如 圖10所示。假設三種金屬分別為鋁、鎂、鐵，你能找出其中代表鐵的線條嗎？這時，我們可采取以下方法：1、在圖像上畫一條平行于X軸的直線與三個線條交于不同的三個點，比較這三個點的橫坐標數(shù)值的大小，數(shù)值越大，表示產(chǎn)生等質(zhì)量的氫氣時，消耗的金屬質(zhì)量越多，數(shù)值越小，表示產(chǎn)生等質(zhì)量的氫氣時，消耗的金屬質(zhì)量越少；2、在圖像上畫一條平行于Y軸的直線與三個線條交于不同的三個點，比較這三個點的縱坐標數(shù)值的大小，數(shù)值越大，表示相等質(zhì)量的金屬完全反應后，產(chǎn)生的氫氣越多；數(shù)值越小，表示相等質(zhì)量的金屬完全反應后，產(chǎn)生的氫氣越少。通過以上分析，我們不難看出，線條C表示的金屬是鐵。練一練 圖11表示Fe、Zn、Mg、Al分別跟稀鹽酸反應制取氫氣的質(zhì)量（m）與所用的金屬質(zhì)量（M）之間的關(guān)系圖，其中正確的是 （ ）剛才提到，我們在討論金屬與酸反應的圖像問題時，一定要分清圖像中X、Y軸所表示的具體含義，因為變換了X、Y軸的內(nèi)容，所對應的圖像就會出現(xiàn)不同的情形。進行變式訓練時，有時還會出現(xiàn)如下的情況。例3.向一定量的鐵粉中逐滴加入稀硫酸至過量，圖12是反應過程中某種物質(zhì)的質(zhì)量Y隨加入稀硫酸的質(zhì)量變化的關(guān)系，則Y不可能表示（ ）A消耗鐵粉的質(zhì)量 B生成硫酸亞鐵的質(zhì)量C溶液的總質(zhì)量 D生成氫氣的質(zhì)量解析：根據(jù)金屬與酸反應的原理與過程，圖中確定了X軸的含義，表示稀硫酸的質(zhì)量，那么一段時間后，消耗鐵粉的質(zhì)量從無到有，漸漸增多，完全消耗后，不再變化。生成硫酸亞鐵的質(zhì)量也是從無到有，漸漸增多，反應停止后，不再變化。生成氫氣的質(zhì)量也是從無到有，漸漸增多，反應停止后，不再變化。而溶液的質(zhì)量一開始不應該是0，并且反應后溶液的質(zhì)量一直在增加。所以Y軸有可能是消耗鐵粉的質(zhì)量、生成硫酸亞鐵的