鐵是我們日常生活中最常見的金屬,日常生活中使用的工具許多都是由鐵製成。不僅如此,關於鐵的知識也是初中化學的重要內容,還是中考的考點,特別是有關鐵的計算題更是頻現於各地的中考題中,因此應引起同學們的重視。下面對與鐵有關的一些計算題進行舉例分析,希望同學們能夠從中受益。
例1:把一包含有雜質的鐵粉樣品分成質量相等的兩份(雜質不溶於水,且不參與反應)。向其中一份加入足量的稀鹽酸,充分反應後得到0.4g不溶物;向另一份加入足量的CuCl2溶液,充分反應後得到3.6g不溶物。求原樣品中鐵粉的質量。
解析:由題意知,每份鐵粉樣品中含有0.4g雜質,3.6g不溶物為0.4g雜質和3.2gCu的質量。
設每份鐵粉樣品中含鐵的質量為x,
則有56∶64= x∶3.2,解之得x=2.8g。進而知原樣品中鐵粉的質量為2.8g×2=5.6g。
例2:求生產160t含雜質2%的生鐵,所需含Fe2O380%的赤鐵礦石的質量。
解析:160 t生鐵中鐵的質量為:160 t×(1-2%)=156.8 t。
設需要含Fe2O380%的赤鐵礦石的質量為x,
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,反應一段時間後將鐵棒取出,洗淨並烘乾後稱知鐵棒的質量比原來增加了1.6g。試計算參加反應的鐵的質量。
解析:設參加反應的鐵的質量為x,
則有56∶8=x∶1.6,解之得x=11.2g。
例4:FeSO4可用於治療缺鐵性貧血。某患者每天需補充1.12g鐵元素,他每天服用的藥物中含FeSO4的質量至少為多少?
解析:FeSO4中Fe元素的質量分數為:
每天需補充1.12gFe元素的患者服用的藥物中含FeSO4的質量至少為:
例5:現用Fe跟足量的稀硫酸製取足夠還原8.0g CuO所需的H2。如果有20%的H2被用來驅趕試管中的空氣和冷卻還原出來的Cu,那麼完成這一實驗至少需要多少克Fe與足量的稀硫酸反應?
解析:設需要xg鐵,生成yg氫氣,(1-20%)yg氫氣恰好能還原8.0g氧化銅,根據
則有56∶2=x:y,即
則有2∶80=(1-20%)y∶8.0,解得y=0.25g,進而可求得x=7.0g。
例6:向混有H2SO4和CuSO4的溶液中加入過量的鐵粉,充分反應後過濾,將濾渣洗滌、乾燥後,濾渣的質量與加入的鐵粉的質量恰好相等。求溶液中H2SO4和CuSO4的質量比。
解析:濾渣的質量等於加入的鐵粉的質量,說明反應前後溶液的質量相等,即Fe與H2SO4反應使溶液增重的質量等於Fe與CuSO4反應使溶液減輕的質量。
設H2SO4、CuSO4的質量分別為x、y,則
則有
例7:已知鐵元素在氧化物中通常只有+2價、+3價兩種化合價。今測知鐵的某種氧化物晶體的化學式為Fe23O25,其中Fe3+和Fe2+的粒子個數之比為多少?
解析:設Fe3+、Fe2+的粒子個數分別為x和y,則有
解之得x=4、y=19。據此可知Fe3+和Fe2+的粒子個數之比為4∶19。
例8:已知反應
將足量的鐵片放入氯化鐵溶液中,當反應進行到氯化鐵和氯化亞鐵的質量相同時,已參加反應的氯化鐵和剩餘的氯化鐵的質量比為多少?
解析:設反應前FeCl3的總質量為m,參加反應的FeCl3的質量為x,反應一段時間後生成的FeCl2的質量為y,則據
可得
由於剩餘的FeCl3和生成的FeCl2的質量相等,故剩餘的FeCl3的質量為
,已參加反應的氯化鐵和剩餘的氯化鐵的質量比為
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