與鐵有關(guān)的計(jì)算題例析

華雪瑩

鐵是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ?jiàn)的金屬，日常生活中使用的工具大多都是由鐵制成。不僅如此，鐵也是初中化學(xué)中的重要內(nèi)容，也是中考的考點(diǎn)，特別是有關(guān)鐵的計(jì)算問(wèn)題更是頻現(xiàn)于各地的中考題中，因此應(yīng)引起同學(xué)們的高度重視。下面舉例分析，希望同學(xué)們能夠從中受益。

例1 把一包含有雜質(zhì)的鐵粉樣品分成質(zhì)量相等的兩份（雜質(zhì)不溶于水，且不參與反應(yīng)）。向其中一份加入足量的稀鹽酸，充分反應(yīng)后得到0.4 g不溶物；向另一份加入足量的CuCl2溶液，充分反應(yīng)后得到3.6 g不溶物。求原樣品中鐵粉的質(zhì)量。

解析 由題意知，每份鐵粉樣品中含有0.4 g雜質(zhì)，3.6 g不溶物為0.4 g雜質(zhì)和3.2 g Cu的質(zhì)量。

設(shè)每份鐵樣品中含鐵的質(zhì)量為x，

Fe + CuCl2 Cu + FeCl2

56 64

x 3.2 g

則有 56 ： 64 = x ： 3.2，解之得x = 2.8 g。進(jìn)而知原樣品中鐵粉的質(zhì)量為：2.8 g × 2 = 5.6 g。

例2 求生產(chǎn)160 t含雜質(zhì)2%的生鐵，所需含F(xiàn)e2O3 80%的赤鐵礦石的質(zhì)量。

解析 160 t生鐵中鐵的質(zhì)量為：160 t × （1-2%） = 156.8 t。

設(shè)需要含F(xiàn)e2O3 80%的赤鐵礦石的質(zhì)量為x ，

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

160 112

x × 80% 156.8 t

則有 160 ： 112 = x×80% ： 156.8，解之得x = 280 t。

例3 將一根鐵棒放入CuSO4溶液中，反應(yīng)一段時(shí)間后將鐵棒取出，洗凈并烘干后稱知鐵棒的質(zhì)量比原來(lái)增加了1.6 g。試計(jì)算參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量。

解析 設(shè)參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x ，

Fe + CuSO4 Cu + FeSO4 鐵棒增重

56 8

x 1.6 g

則有 56 ： 8 = x ： 1.6，解之得x = 11.2 g。

例4 FeSO4可用于治療缺鐵性貧血。某患者每天需補(bǔ)充1.12 g 鐵元素，他每天服用的藥物中含F(xiàn)eSO4的質(zhì)量至少為多少？

解析 FeSO4中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=×100%=36.8%。

每天需補(bǔ)充1.12 g Fe元素的患者服用的藥物中含F(xiàn)eSO4的質(zhì)量至少為：=3.04g。

例5 現(xiàn)用Fe跟足量的稀硫酸制取足夠還原8.0 g CuO所需的H2。如果有20%的H2被用來(lái)驅(qū)趕試管中的空氣和冷卻還原出來(lái)的Cu，那么完成這一實(shí)驗(yàn)至少需要多少克Fe與足量的稀硫酸反應(yīng)？

解析 設(shè)需要x g 鐵，生成y g 氫氣，（1 -20%）yg 氫氣恰好能還原8.0 g 氧化銅，根據(jù)

Fe + H2SO4 FeSO4 + H2↑

56 2

x y

則有 56 ： 2 = x ： y，即=28。

H2 + CuO Cu + H2O

2 80

（1 - 20%）y 8.0 g

則有 2 ： 80 = （1-20%）y ： 8.0，解之得y = 0.25，進(jìn)而可求得x = 7.0 g。

例6 向混有H2SO4和CuSO4的溶液中加入過(guò)量的鐵粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾，將濾渣洗滌、干燥后，濾渣的質(zhì)量與加入的鐵粉的質(zhì)量恰好相等。求溶液中H2SO4和CuSO4的質(zhì)量比。

解析 濾渣的質(zhì)量等于加入的鐵粉的質(zhì)量，說(shuō)明反應(yīng)前后溶液的質(zhì)量相等，即Fe與H2SO4反應(yīng)使溶液增重的質(zhì)量等于Fe與CuSO4反應(yīng)使溶液減輕的質(zhì)量。

設(shè)H2SO4、CuSO4的質(zhì)量分別為x、y，則

Fe + H2SO4 FeSO4 + H2↑ 溶液增重

98 152 54

x

Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu 溶液減輕

160 152 8

y 則有 = ，即=。

例7 已知鐵元素在氧化物中通常只有+2價(jià)、+3價(jià)兩種化合價(jià)。今測(cè)知鐵的某種氧化物晶體的化學(xué)式為Fe23O25，其中Fe3+和Fe2+的粒子個(gè)數(shù)之比為多少？

解析 設(shè)Fe3+、Fe2+的粒子數(shù)分別為x和y，則有

+3） · x + （+2） · y + （-2） × 25 = 0x + y = 23

解之得x = 4、y = 19。據(jù)此可知Fe3+和Fe2+的粒子個(gè)數(shù)之比為4 ： 19。

例8 已知反應(yīng)Fe + 2FeCl3 3FeCl2。將足量的鐵片放入氯化鐵溶液中，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到氯化鐵和氯化亞鐵的質(zhì)量相同時(shí)，已參加反應(yīng)的氯化鐵和剩余的氯化鐵的質(zhì)量比為多少？

解析 設(shè)反應(yīng)前FeCl3的總質(zhì)量為m，參加反應(yīng)的FeCl3的質(zhì)量為x，反應(yīng)一段時(shí)間后生成的FeCl2的質(zhì)量為y，則據(jù)

Fe + 2FeCl3 3FeCl2

325 381

x y

可得y=.

由于剩余的FeCl3和生成的FeCl2的質(zhì)量相等，故剩余的FeCl3的質(zhì)量為，已參加反應(yīng)的FeCl3和剩余的氯化鐵的質(zhì)量比為x ： = 325 ： 381.

（作者單位：安徽省靈璧縣黃灣中學(xué)）