Question

【題目】粉末狀試樣A是由等物質的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進行如下實驗：

①取適量A進行鋁熱反應，產物中有單質B生成；

②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L－1鹽酸中，得溶液C；

③將①中得到的單質B和溶液C反應，放出1.12 L(標準狀況)氣體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質B；

④用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色。

請填空：

(1)①中引發鋁熱反應的實驗操作是：____________，產物中單質B是________。

(2)②中所發生的各反應的化學方程式為____________________、________________。

(3)③中所發生的各反應的離子方程式為___________________、_____________________。

(4)若溶液D的體積仍視為0.15 L，則該溶液中c(Mg2＋)為________，c(Fe2＋)為________。

Answer 1

【答案】在A和鋁粉的混合物表面加少量KClO3，插上鎂帶并將其點燃 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不能與鋁發生置換反應，所以發生的反應是Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3；②中發生的反應是Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O；④中加入KSCN溶液不變色，說明Fe3＋完全被還原為Fe2＋，則③中發生的反應是Fe＋2FeCl3=3FeCl2，Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，溶液D為MgCl2、FeCl2的混合溶液。

(1)①中引發鋁熱反應的實驗操作是：在A和鋁粉的混合物表面加少量KClO3，插上鎂帶并將其點燃，產物中單質B是Fe；

答案：在A和鋁粉的混合物表面加少量KClO3，插上鎂帶并將其點燃 Fe

(2)根據上面分析可知②中所發生的各反應的化學方程式為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中發生的反應是Fe＋2FeCl3=3FeCl2，Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，反應的離子方程式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ ，Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；

答案：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋

(4)根據題意，假設20 g A中MgO和Fe2O3的物質的量均為x mol，則x mol×40 g·mol－1＋x mol×160 g·mol－1＝20 g，解得x＝0.1。溶液D中Mg2＋的物質的量等于MgO的物質的量，即n（Mg2+）=0.1mol，故c(Mg2＋)=0.1mol÷0.15L≈0.67mol·L－1；步驟③中反應發生后原先加入的鹽酸中的Cl－全部轉移到FeCl2和MgCl2中，根據Cl－守恒和電荷守恒可知，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