Question

粉末试样A是由等物质的量的MgO和Fe₂O₃组成的混合物．现进行如下试验：
①将适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；
②另取20gA全部溶于0.15L 6.0mol/L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（标况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体B；
④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色．
（1）①中引发铝热反应的试验操作是

 

（2）若溶液D的体积为0.15L，则溶液中c（Mg²⁺）为

 

mol/L； c（Fe²⁺）为

 

mol/L．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,镁、铝的重要化合物

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：①铝热反应本质是置换反应，金属性Al＞Fe，所以发生Al与Fe₂O₃反应，置换出铁；
②MgO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用KSCN溶液检验时，溶液D不变色，说明不含铁离子；
（1）引发铝热反应，可加入少量氯酸钾，插上镁条点燃；
（2）令MgO和Fe₂O₃的物质的量分别为xmol，根据二者质量计算x的值，溶液D为氯化镁、氯化亚铁的混合溶液，根据镁元素守恒可知，n（Mg²⁺）=n（MgO），再根据c=nV计算镁离子浓度，根据电荷守恒溶液中2c（Mg²⁺）+2c（Fe²⁺）=c（Cl^-），据此计算亚铁离子浓度．

解答： 解：①铝热反应本质是置换反应，金属性Al＞Fe，所以发生Al与Fe₂O₃反应，置换出铁；
②MgO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用KSCN溶液检验时，溶液D不变色，说明不含铁离子；
（1）铝热反应需在高温条件下进行，引发铝热反应，可加入少量氯酸钾，插上镁条点燃，故答案为：加少量氯酸钾，插上镁条点燃；
（2）令MgO和Fe₂O₃的物质的量分别为xmol，则40x+160x=20，解得x=0.1，溶液D为氯化镁、氯化亚铁的混合溶液，根据镁元素守恒可知，n（Mg²⁺）=n（MgO）=0.1mol，所以c（Mg²⁺）=

0.1mol

0.15L

=0.67mol/L；根据电荷守恒溶液中2c（Mg²⁺）+2c（Fe²⁺）=c（Cl^-），所以2×0.67mol/L+2c（Fe²⁺）=6mol/L，解得c（Fe²⁺）=2.33mol/L，
故答案为：0.67；2.33．

点评：本题考查铝热反应，混合物的计算等，为高频考点，难度中等，理解反应过程是解题的关键，注意（2）利用电荷守恒计算比过程计算法要简单．