Question

【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中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________。

Answer 1

【答案】在A和铝粉的混合物表面加少量KClO3，插上镁带并将其点燃 Fe Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋ 0.67 mol·L－1 2.3 mol·L－1

【解析】

①MgO不能与铝发生置换反应，所以发生的反应是Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3；②中发生的反应是Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O；④中加入KSCN溶液不变色，说明Fe3＋完全被还原为Fe2＋，则③中发生的反应是Fe＋2FeCl3=3FeCl2，Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，溶液D为MgCl2、FeCl2的混合溶液。

(1)①中引发铝热反应的实验操作是：在A和铝粉的混合物表面加少量KClO3，插上镁带并将其点燃，产物中单质B是Fe；

答案：在A和铝粉的混合物表面加少量KClO3，插上镁带并将其点燃 Fe

(2)根据上面分析可知②中所发生的各反应的化学方程式为Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O；

答案：Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O

(3) 上面分析可知③中发生的反应是Fe＋2FeCl3=3FeCl2，Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，反应的离子方程式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ ，Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；

答案：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋

(4)根据题意，假设20 g A中MgO和Fe2O3的物质的量均为x mol，则x mol×40 g·mol－1＋x mol×160 g·mol－1＝20 g，解得x＝0.1。溶液D中Mg2＋的物质的量等于MgO的物质的量，即n（Mg2+）=0.1mol，故c(Mg2＋)=0.1mol÷0.15L≈0.67mol·L－1；步骤③中反应发生后原先加入的盐酸中的Cl－全部转移到FeCl2和MgCl2中，根据Cl－守恒和电荷守恒可知，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，故c(Fe2＋)=0.35mol÷0.15L≈2.3 mol·L－1。

答案：0.67 mol·L－1 2.3 mol·L－1