Question

固体粉末A是由MgO和Fe₂O₃组成的混合物．进行如下实验：
①取适量A和金属铝进行铝热反应，产物中有单质B生成；
②另取20gA全部溶于0.15L 6.0mol?L^-1盐酸中，得溶液C；
③将①中得到的单质B和②中所得溶液C反应，放出1.12L（标况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B．请填空：
（1）①中的化学方程式为

 

．
（2）溶液C中存在的阳离子是

 

．
（3）③中所发生两个离子方程式是

 

、

 

．
（4）求固体混合物中MgO的质量分数

 

．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）铝热反应本质是置换反应，金属性Mg＞Al＞Fe，所以发生Al与Fe₂O₃反应，置换出铁；
（2）由③可知盐酸有剩余，MgO与盐酸反应生成氯化镁与水，Fe₂O₃与盐酸反应生成氯化铁与水；
（3）③中放出1.12L（标准状况）气体，说明生成氢气，溶液C为氯化铁、氯化镁、盐酸的混合溶液，Fe和溶液C反应为：Fe与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁；
（4）根据③中生成氢气体积计算②中反应后剩余的HCl，令MgO和Fe₂O₃的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量及消耗的HCl计算解答．

解答： 解：（1）MgO和Fe₂O₃组成的混合物进行铝热反应，金属性Mg＞Al＞Fe，发生Al与Fe₂O₃反应，反应方程式为：Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+2Fe，
故答案为：Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+2Fe；
（2）②中MgO与盐酸反应生成氯化镁与水，Fe₂O₃与盐酸反应生成氯化铁与水，由③中放出1.12L（标准状况）气体，说明生成氢气，盐酸有剩余，溶液C为氯化铁、氯化镁、盐酸的混合溶液，溶液C中存在的阳离子为Mg²⁺、Fe³⁺、H⁺，
故答案为：Mg²⁺、Fe³⁺、H⁺；
（3）③中放出1.12L（标准状况）气体，说明生成氢气，溶液C为氯化铁、氯化镁、盐酸的混合溶液，Fe和溶液C反应为：Fe与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，反应离子方程式为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，反应离子方程式为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）③中生成氢气为

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，故计算②中反应后剩余的HCl为0.05mol×2=0.1mol，则消耗的HCl为0.15L×6.0mol?L^-1-0.1mol=0.8mol，
令MgO和Fe₂O₃的物质的量分别为xmol、ymol，则：

40x+160y=20 2x+3y=0.8

解得x=0.34  y=0.04
故混合物中MgO的质量分数为

0.34mol×40g/mol

20g

×100%=68%，
故答案为：68%．

点评：本题考查常用化学用语、混合物计算等，难度中等，清楚反应过程是解题的关键．