铁是重要的变价金属, 无论是单质, 还是化合物, 在一定条件下参加化学反应时都可能发生变价, 因此铁的变价计算是重点内容。
一、铁单质参加反应产生两种价态化合物
例1 在含agHNO3的溶液里放入bg铁, 铁完全溶解, 假设有 gHNO3被还原, 且放出的气体是NO。试回答: 反应溶液中的溶质是什么？并求与溶质对应的 的值？
解析 稀硝酸是强氧化剂, 铁单质 Fe(NO3)3, 硝酸被还原成一氧化氮。当HNO3与Fe的量取不同值时, 反应后溶液中的溶质会有所不同：如果硝酸过量, 铁单质只被氧化成Fe(NO3)3。如果Fe过量, 由Fe(NO3)3有较强的氧化性, 可以氧化Fe单质产生Fe(NO3¬)2。如果Fe过量的不多, 此时反应后溶液中的溶质应为Fe(NO3)2和Fe(NO3)3, 涉及到化学反应方程式为:
解题方法: 选用极值讨论法
①假设反应后溶液中溶质皆为Fe(NO3)¬3, 满足条件Fe与HNO¬3均适量
56g 4×63g
bg ag
∵ ∴
当 反应后溶液中的溶质应为Fe(NO3)3
②假设反应后的溶液中的溶质皆为Fe(NO3)2，满足条件Fe与HNO3均适量应用总方程式讨论：
总化学方程式
3×56g 8×63g
bg ag
∵
∴
当 反应后溶液中的溶质为Fe(NO3)2
③假设Fe过量的不多, 2Fe(NO3)3 + Fe = 3Fe(NO3)2反应中Fe(NO3)¬3不能全部变为Fe(NO3)2, 此时反应后溶液中为Fe(NO3)2和Fe(NO3)3
从①②中不难得出当 即 时，反应后溶液中的溶质应为Fe(NO3)2和Fe(NO3)3
说明Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O n—物质的量
3Fe + 8HNO3 = 3Fe(NO3)2 + 2NO + 4H2O
上述两个反应中,
∴皆为 被还原
