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　　　　    。

Answer 1

【解析】MgO不能与铝发生置换反应,所以①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

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。

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