Question

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20gA全部溶于0.20L4.5mol?L^-1的盐酸中，得溶液C；③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L（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中发生的反应的化学方程式是______．
（2）③中所发生的各反应的离子方程式是______．
（3）若溶液D的体积仍视为0.20L，计算溶液中Mg²⁺、Fe²⁺的浓度．

Answer 1

（1）因铝热反应是铝与Fe₂O₃反应生成氧化铝和铁，故答案为：2Al+Fe₂O₃

高温 .

Al₂O₃+2Fe
（2）因由信息可知，溶液C中的成分为氯化镁、氯化铁和过量的盐酸，根据步骤③知铁能与盐酸反应，根据步骤④知铁能与氯化铁反应，且反应后产物中不含Fe³⁺，只有Fe，Fe²⁺，故答案为：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺　
（3）因由20g的A中两种物质（MgO和Fe₂O₃）的物质的量相等，可推断出两者皆为0.1mol；
0.15L 6mol/L 的盐酸中，HCl物质的量为0.90mol，反应后有0.1molMgCl₂，0.2molFeCl₃，0.1molHCl．所以n（Mg²⁺）=0.1mol，
根据步骤四，得到步骤三反应后产物中不含Fe³⁺，只有Fe，Fe²⁺，可推断出：单质B（Fe）先与溶液C余下的0.1mol盐酸反应，
Fe+2HCl=FeCl₂ +H₂↑
0.050.10.05 0.05
则得到0.05mol氯化亚铁，然后所有氯化铁与铁反应：
2FeCl₃ +Fe=3FeCl₂
0.20.3
因此反应完毕，n（Mg²⁺ ）=0.1mol n（Fe²⁺ ）=0.3+0.05=0.35mol
所以c（Mg²⁺）=

0.1mol

0.20L

=0.50mol/L c（Fe²⁺ ）=

0.35mol

0.20L

=1.75mol/L．
答：Mg²⁺、Fe²⁺的浓度分别为：0.50mol/L、1.75mol/L．