例5.某铁的“氧化物”样品，用5mol/L的盐酸140mL恰好完全溶解，所得溶液还能吸收标准状况下0.56L氯气，使其中Fe²⁺全部转化为Fe³⁺。该样品可能的化学式是                                                 （       ）

A. Fe₂O₃        B. Fe₃O₄         C. Fe₄O₅          D. Fe₅O₇

[思路]：利用正、负电荷相等列方程可快速解题。

[解析]设铁的氧化物中含O^2-为xmol，则其化学式为Fe_xO_y，由O^2-个数守恒有：

2yH⁺+  Fe_xO_y  = yH₂O+ xFe^+（2y/x）

2ymol   ymol

[解析]在混合物中Fe原子和氧原子物质的量之比为(21/56)：（8/16）=3：4，则混合物的平均组成为Fe₃O₄，在三种组合中Fe₃O₄则不必多考虑，应注意FeO和Fe₂O₃混合后也应符合Fe₃O₄，所以在混合物中它们的物质的量之比必需是1：1.故答案应选C、D。

   m/56×3=n/22.4×4    n=O.3m  

则m与n的关系是：O.2m≤n≤O.3m

[小结]此题在解题过程中，巧妙得使用了始态和终态，使复杂的问题简单化。氧化还原反应中，电子得失守衡的使用，避免了繁琐的计算，在应试中赢得了时间，思维训练方面堪称是一道好题。

例4.由FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为21：8，，则这种混合物中FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄的物质的量之比是（      ）。

A.1：2：1      B. 2：1：1      C. 1：1：1     D. 1：1：3

[思路]：可用平均组成法来求解：

   m/56×2=n/22.4×4    n=O.2m

当铁被氧化为=+3价时，由电子得失守衡得：

原Fe₂(SO₄)₃和物质的量浓度为0.02mol/0.2L=0.1mol/L

例3.mg 铁粉与一定量的HNO₃在一定条件下充分反应,将生成的气体与标准状况nL氧气混合,恰好能被水完全吸收,m和n的关系是什么?

[思路]此题看起来,涉及的化学反应相当复杂,因HNO₃的浓度和用量不同,生成Fe(NO₃)₃还是Fe(NO₃)₂不能确定,HNO₃的还原产物是NO还是NO₂也不能确定。所以消耗的氧气也无从下手求出.但是从始态和终态来看,HNO₃的还原产物与氧气混合后,最终还是生成HNO₃,这样消耗的氧气相当于把mg铁粉氧化成+2价或+3价化合物,用极端思考法很容易求出。

   [解析]:假设HNO₃为稀的,铁与HNO₃反应后的价态是+2,

   则有:  3 Fe +8 HNO₃= 3 Fe(NO₃)₂ + 2 NO↑+ 4 H₂O    (1)

         4NO +3O₂ +2H₂O=4HNO₃                     (2)

(1)×2 +(2)得：2Fe + O₂ +4HNO₃= 2Fe(NO₃)₂ +2H₂O

    可改写为 ： 2Fe + O₂ +4HNO₃ =  2FeO + 4HNO₃

             即：  2Fe + O₂ =2FeO

    同理可得 ：  4Fe +3O₂=2Fe₂O₃  问题便得以解决

即 ：当铁被氧化为+2价时，由电子得失守衡得：

则生成铜：0.04mol×64g/mol=2.56g

解得：x=0.02mol             y=0.04mol

         6g-56g/mol×(x+y)+64g/mol×y=5.2g

由题意得  3x+y=0.1mol

a=0.1mol，即铁为5.6g，则5.2g固体中含Cu也含剩余的Fe，设原溶液的Fe₂(SO₄)₃和CuSO₄的物质的量分别为x和y。

Fe+Fe₂(SO₄)₃=3FeSO₄             Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄

X    x       3x               y    y   y    y