1、 炼铁和炼钢专项训练【例题精选】：例 1：现有浓度各为 1mol/L 的 FeCl3、FeCl 2、CuCl 2 的混和溶液 100ml，加入一定量的铁粉，按下列情况填空。（1）反应完毕，铁粉有剩余。反应完毕，溶液中一定含有 a 阳离子，是 b mol，一定没有 c 阳离子。固体物质烘干后，其中一定含有 a 和 b ，和反应前加入的铁粉质量比 c （填多或少） d 克。（2）反应完毕，有铜生成，铁粉无剩余。反应后的溶液中一定含有 a 阳离子，该阳离子在溶液中的物质量的范围是 b 。溶液中可能含有 a 阳离子,该阳离子在溶液中物质的量的可能存在范围是 b 。溶液中一定不含 阳离子。溶液的质量 （
2、填增加或减少）（3）反应完毕后，无固体沉淀物质存在，反应后的溶液中一定含 a 和 b 阳离子，它们中物质的量为定值的是 c 阳离子，为 d mol，它们中的物质的量为一数值范围的是 e 阳离子，该数值范围是 f 。分析：解此题的关键是，认识三个氧化还原反应的关系式： 2Fe3CuF2eCu332氧化性 ，还原性 ，Fe 粉在溶液中应先和 Fe3+反应完2毕才能继续和 Cu2+反应，由此可根据剩余物质判断反应进行的过程推断出溶液中存在哪些物质，以及沉积物中含有哪些物质，并根据化学方程式进行适当的计算。计算时又要掌握好“过量和不过量”关系，如能运用“差量法”，可简化计算过程。在溶液中含 ，Fe 粉
3、有剩余，说明溶液中n0.1moln0.1olFeCu3 2、Fe3+、Cu 2+已反应完全。设 0.1mol Fe3+与 Fe 完全反应消耗 Fe 粉 x g。213560.50. 5632固 体 质 量 减 少 溶 液 增 加x8g设 0.1 mol Cu2+完全反应，固体质量增加 y g。CuFe110. 8822固 体 质 量 增 加 溶 液 减 重y.8g固体总质量减少 20.g（1）只要把 0.1 mol Fe3+转化的 Fe2+和 FeCl2 中的 Fe2+以及后所生成的 Fe2+全部加在一起即为所求。CuFeCu22铁粉有剩余，故反应后固体物质中定有 Fe，又由于 Fe 置换出
4、CuCl2 中的Cu，故还有 Cu。（2）反应完毕后，有 Cu 生成、Fe 粉无剩余，说明 Fe 与 Cu2+恰好完全反应或 Fe 粉有不足。溶液中一定有 Fe2+，Fe 与 Cu2+恰好完全反应时 Fe2+应为 0.35mol。若 Fe与 Cu2+刚发生反应，那么 Fe2+应大于 0.25mol。Fe 2+的范围： 0.25molFe0.35ol2当 Fe 粉与 Cu2+反应时，相应量不足。有 Cu2+： Cu.1Fe 3+因 Cu 析出，根据氧化性强弱关系， Fe3+先被还原成 Fe2+后，Cu 2+才能被还原。（3）一定含 Fe2+和 Cu2+，可能有 Fe3+。Cu2+为 0.1mol
5、，Fe 2+： ，因为 Fe3+与 Fe 恰好反应完0.1molFe0.25ol毕，Fe 无剩余时，Fe 2+应等于 0.25 mol。答案：（1）a ：Fe 2+；b：0.35；c： Fe3+、Cu 2+a ：Fe；b：Cu；c：少；d：2.0g（2）a ：Fe 2+；b： 0.25olFe0.35ol2a ：Cu 2+；b ： CumFe 3+增加（3）a： Fe2+；b：Cu 2+；c ：Cu 2+；d：0.1；e：Fe 2+；f： 0.1molFe0.25ol例 2：某化合价不变的金属 A 与 Fe 的混合物与足量盐酸反应后，完全溶解并产生 8.96L 氢气（标准状况）。取等量的同一混
6、合物与 Cl2 反应后全部转化为氯化物，用去 Cl2 共 10.08L（标准状况）。已知混合物中 A 与 Fe 物质的量之比为 21。求 A 的化合价。分析：本题是混合物的计算，一般使用代数法列方程组求解。由于在两个反应中 Fe 变价分别生成 FeCl2 和 FeCl3，混合物转移总电子数不同。设 A 的化合价为 x，混合物中有 y mol Fe，则有 2y mol A。根据化学反应中电子得失数守恒： 2yx8.9624310.x3y0mol解 得答案：3例 3：FeCl 2 溶液在空气中久置部分被氧化，发生如下反应：12FeClO8Fel3取一定体积此溶液并加入足量 AgNO3 溶液，反应完
7、成后得到 28.7 g 3AgCl 沉淀。另取等体积此溶液并加入铁粉直到溶液不再使 KSCN 溶液变红时，铁粉质量减少 0.56 g。求 FeCl2 被氧化的摩尔百分数。分析：FeCl 2 被 O2 氧化后产生两种+3 价物质，因此与 Fe 反应的 FeCl3 仅是FeCl2 被氧化后的部分产物。另外 FeCl2 被 O2 氧化后溶液中 Cl 数目没有变化。设被 O2 氧化的 FeCl2 有 x mol。1FeCl3Fe8ClFel412FeCl56x0.0.3mol333设原溶液有 FeCl2 y mol。AgClFel14.51870.ol2FeCl2 物质的量百分数： 031%0.答案：
8、30%例 4：有含 n g HNO3 的稀溶液跟 m g 铁充分反应，铁全部溶解，生成气体NO，已知 被还原，则 nm 可能是HNOA11 B21 C31 D92分析：解此题应考虑两种情况：情况一：若 Fe 全部转化为 FeNO3Fe4H563mn922稀情况二：若 Fe 全部转化为 FeNO322Fe28HNO13332 4HO56mn83132稀答案：C、D例 5：某碳铁合金中已有部分铁氧化成了 Fe2O3，取样品 31g，用足量的稀HCl 充分溶解，放出 7.82L（标况）氢气，向所得溶液中滴入 KSCN 溶液，溶液不显红色。将标准状况下为 5.6L 的氯气通入上述溶液中，恰好能使其中的
9、金属阳离子全部氧化成最高价。若改用酸性 KMnO4 溶液代替氯气作氧化剂，至少需加入 0.5 mol / L 该 KMnO4 溶液 200mL。求：（1）该合金未氧化时的含碳量为多少？（2）用 KMnO4 作氧化剂时生成的还原产物中被还原的元素显几价？分析：（1）设 31g 样品中与盐酸反应的 Fe 为 x mol，含 Fe2O3 y mol。FeHCle12.4x782.4. 035molFeO6Fel3HO12yy2 2向所得溶液中加 KSCN 时，溶液不显红色。Fe 与 Fe3+反应。Fe2Cl3Fel1yy2eCl2Fel.4x3y563解： ，0.5mol合金未氧化时质量为： 101
10、28.g合金中含碳量为： 286.g该合金中含碳量： %（2）设氧化 Fe2+时转移了 z mol 电子，则用酸性 KMnO4 来氧化也需转移 z mol 电子，其中+7 价 Mn 被还原成+n 价 Mn。Cl2el.456z0.5molKMnO7neM120.0.54 nz 7n2.n2 答：（1）2.1%；（2）+2【专项训练】：一、选择题：1、某强酸性溶液中，含有较多的 阳离子，则溶液可能存在的FeAgNa3、 、阴离子是A B C DNO332lS22、向含有下列离子的溶液中通入氯气时，该离子的浓度不减小的是AFe 2+ BOH CAg + DFe 3+3、在溶有 FeSO4 和 Cu
11、SO4 的溶液中加入锌粉，下列说法中不正确的是A若锌粉无剩余，且溶液中尚存在 Cu2+，则一定有 Fe2+。B若锌粉有剩余，则溶液中只有 Fe2+。C若锌粉有剩余，则溶液中只有 Zn2+。D若锌粉无剩余，且溶液中无 Cu2+，则一定有 Zn2+。但有无 Fe2+不能确定4、由于被空气氧化而呈黄色的是A工业盐酸呈黄色B硫酸亚铁溶液久置呈黄色C浓硝酸久置呈黄色D久置的氢硫酸出现淡黄色浑浊5、V L 溶液中含有 Fe3+ m g，则溶液里 的物质的量浓度为FeSO243 SO42A B m6ol/ 8Vol/LC D 1L136、用 CO 还原 M g Fe2O3，生成气体经冷却后通入过量石灰乳中，
12、石灰乳增重P g，剩余固体 N g。已知氧的原子量为 16，设碳的原子量为 X，则 X 等于A B116PMN32C D367、在含有 Fe3+和 Cu2+的溶液中加入过量铁粉，反应完全后滤去溶液，称量干燥的滤渣，其质量正好与加入的铁粉质量相等，则原溶液里 Fe3+和 Cu2+的物质的量浓度之比是A23 B35 C27 D728、下列说法不正确的是A特种钢是合金钢，它不属于碳素钢，因而不含碳。B生铁和普通钢都是铁碳合金。C 炼铁炉渣主要成分是硅酸钙。D炼钢炉渣可以加工成磷肥。9、把 Fe、Cu、FeCl 2、FeCl 3、CuCl 2 混合并放入足量的水中进行反应，结果铁有剩余，则溶液中存在的
13、阳离子最多的是ACu 2+ BFe 2+ CFe 3+ DCu +10、下列各组离子的溶液中，加入足量 FeBr2 晶体时，有两种离子的浓度明显减少的是A BKOH32、 、 NaAgO3、 、C DS42、 、 HCu2、 、11、将 Na2O2 加入 FeCl2 溶液中，可以观察到的现象A生成白色沉淀 B生成红褐色沉淀C有气泡产生 D无现象12、将一定量的 Cu 和 的混合物在空气中加热，充分反应后，到质量CuN32不再发生变化时发现与原混合物的质量相同，则原混合物中 Cu 的物质的量的百分含量是A87% B70% C50% D30%13、将 3.6 g 碳粉跟含 Fe3O4 80%的磁铁
14、矿粉 29 g 混合后，隔绝空气加强热，反应后收集到的气体恢复到标况时其体积为 6.72 L，则气体是A全部是 CO2B CO 和 CO2 各占一半C全部是 CODCO 和 CO2 的混合物，其中 CO 体积占 2314、0.16 g Cu 和过量的酸反应，生成的气体在相同条件下体积最大的是A稀 H2SO4 B热浓 H2SO4 C热浓 HNO3 D稀 HNO315、铁、铝合金溶于足量的盐酸中，再用过量的 NaOH 溶液处理，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧后完全变成红色粉末，经称量该红色粉末与合金的质量相等，则合金中铝元素的质量百分含量为A70% B20% C47.6% D52.4%二、填空
15、题：1、某同学从一种未知的无色溶液中检验出 ，溶液的酸性很强，BaAg2、他还拟定此溶液中是否有 等，你认uFelSNOCH23324、 、 、 、 、 、为 离子是必须鉴定的。而 离子的鉴定是不必要的，原因是。2、电镀工厂，在电镀制品前，要用 H2SO4 清洗铁件表面的铁锈（），反应式为 ，H 2SO4 洗液经多次使用，会在洗液槽FeOxH32底积存大量的浅绿色晶体，其化学式是 ，产生该晶体的反应有； ， ，煅烧该晶体Se442可生产出工业原料铁红（Fe 2O3），此反应的化学方程式为。3、根据下列实验，分别指出 A、B、C、D、E 是什么物质：A ；B ；C ；D ；E 。4、某化工厂为消
16、除所排出的废气中 Cl2 对环境的污染，将含 Cl2 的废气通过含铁粉的 FeCl2 溶液中，即可有效地除去 Cl2，这一处理过程可用化学方程式表示为 。处理过程中消耗的原料是铁粉还是 FeCl2。三、计算题：1、称取 0.200g 赤铁矿样品，矿样溶解后，使其中的铁全部转化成 Fe2+（所得溶液中不含其它还原性物质）。另称取 7.90g 硫酸铈铵（摩尔质量为 632g/mol），溶解后稀释至2NHSOCe2HO424250mL。取该溶液 30.0 mL，恰好与上述 Fe2+溶液完全反应。反应的离子方程式为： ，计算该矿样中 Fe2O3 的质量百分含量。F32、将一生锈的铁片置于稀 HNO3
17、中充分反应，共收集到 12.3L（27，1.01105 帕）NO 气体。溶液中还剩有 5g 固体残渣。在过滤后的滤液中通入35.5 g Cl2，恰好使滤液中的 Fe2+全部氧化。求原生锈铁片的质量和铁锈的百分含量（铁锈的成分以 Fe2O3 计算）。【答案】：一、选择题：1、A 2、D 3、B 4、BD 5、C 6、A7、C 8、A 9、B 10、AD 11、BC12、A 提示： ，由uO2CuNO32u4NO2于反应前后固体物质质量不变，所以可看作是生成物 CuO 的物质的量，质量相当于原混合物的平均物质的量质量： Cu%2741087.%13、D 提示： m923gFeO3设 与 3.6g（
18、反应全部生成 CO 为 x L，反应的 为 y gFe34 FeO344C212.y3.6x.7L4g未被还原的 质量：23.217.4=5.8（g），用 CO 把剩余的 全部还原FeO3 FeO34成 Fe，同时生成 CO2，其体积为 Z L。C3Fe4CO4.2.5.8zzz2L即生成 2.24 L CO2，原 CO6.72 升中减少 2.24L，剩余 4.48 升，CO 2 2.24L，CO 4.48L。14、C 提示： 得 ，uHSO2eCuHNO24 3浓 浓， 得 ， 1e得 4e，生成 1mol 气体时所得电子数不相等。得电子越少uHNO3稀生成气体越多，因为 Cu 所释放的电子
19、数是一定的。15、B 提示：合金中 Al 的质量等于最终生成的 Fe2O3 中氧元素的质量。因铁的质量始终未变化，故 Fe2O3 中氧的百分含量等于 Al 的百分含量，。3160%30二、填空题：1、 ；无色溶液中不可能含有大NOHCuFelSC3423232、 ； 、 、 、 、量 Cu2+和 Fe3+，强酸性溶液中不可能含有大量 ， 不能大量O和 lAg与共存。2、 FeO3HSFeO3H24242； 67FeSOe3FS4232424322434； ， ；e4eS133、A：Fe；B：FeCl 2；C：KCl ；D：Fe(OH) 2；E：FeCl 34、 ；铁FlFlleCl233，三、
20、计算题：1、60%提示： ，即参加反应的 的物质的量等于CeFe12FO4233e4Fe2O3 物质的量的 2 倍，故必须求参加反应的 的物质的量，硫酸铈铵物质Ce4的量 ，其中参加反应的 Ce4+物质的量为7.90651.mol/L。3l设 Fe2O3 的质量为 x。 Ce12FeO1800.5x0.12gFe%.16%4323 解 得2、65g，20.5%。提示： PVnRTn.082730.5molNO设与稀 HNO3 直接反应生成 NO 的 Fe 为 x g。FeHFeNO24HO56x30.5.42g2所生成的 Fe2+为 。075mol.设溶液中 Fe2+总的物质的量为 y mol。2FeCl2Fel1y35.7mol3设 Fe2O3 的质量为 m g，Fe 与由 Fe2O3 与稀 HNO3 反应生成的 Fe3+反应的质量为 n g。 FeFe1605n10.7.5ol3.g46g生锈铁片总质量为：424.6713.335=65（g）%FeO%.652.23
