题目内容
【题目】粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验:
①取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成;
②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L-1盐酸中,得溶液C;
③将①中得到的单质B和溶液C反应,放出1.12 L(标准状况)气体,同时生成溶液D,还残留有固体物质B;
④用KSCN溶液检验时,溶液D不变色。
请填空:
(1)①引发铝热反应的实验操作是 ,
产物中单质B是 。
(2)②中所发生的各反应的化学方程式为 、 。
(3)③中所发生的各反应的离子方程式为 、 。
(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L,则该溶液中c(Mg2+)为 ,c(Fe2+)为 。
【答案】(1)加少量KClO3,插上镁带并将其点燃 Fe
(2)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
MgO+2HCl=MgCl2+H2O
(3)Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe+2Fe3+=3Fe2+
(4)0.67 mol·L-1 2.3 mol·L-1
【解析】MgO不能与铝发生置换反应,所以①发生的反应是Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3
②中发生的反应是Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,MgO+2HCl=MgCl2+H2O
③中发生的反应是Fe+2FeCl3=3FeCl2,Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
④中加入KSCN溶液不变色,说明Fe3+完全被还原为Fe2+,溶液D为MgCl2、FeCl2的混合液。
根据题意假设20 g A中MgO和Fe2O3的物质的量均为x,
则:40 g·mol-1x+160 g·mol-1x=20 g,解得x=0.1 mol。
溶液中Mg2+的物质的量等于MgO的物质的量,c(Mg2+)=0.67 mol·L-1,反应后原加入的盐酸中的Cl-全部转移到FeCl2和MgCl2中,Cl-守恒,所以溶液D中:n(Cl-)=n(Mg2+)×2+n(Fe2+)×2=6.0 mol·L-1×0.15 L=0.9 mol,n(Fe2+)=0.35 mol,所以c(Fe2+)=2.3 mol·L-1。
