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1.12 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中引发铝热反应的实验操作是_____________，产物中的单质B是___________。

（2）②中所发生的各反应的化学方程式是_________________。

（3）③中所发生的各反应的离子方程式是_________________。

（4）若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c（Mg^2＋）为_________，c（Fe^2＋）为_________。

Answer 1

解析：铝热与氧化铁粉末在较高温度下发生剧烈反应，生成Al₂O₃和Fe，称为铝热反应。为获得较高温度，通常是用镁条与KClO₃反应来实现。

试样A溶于盐酸得到MgCl₂、FeCl₃的混合溶液，由③可知混合液中还剩余盐酸，由于B过量，所以B与C反应后，溶液为MgCl₂、FeCl₂的混合溶液。

根据题意，各步发生的化学反应如下：

①Fe₂O₃＋2Al2Fe＋Al₂O₃  MgO与Al不发生铝热反应，故单质B为Fe。

②MgO＋2HCl====MgCl₂＋H₂O

Fe₂O₃＋6HCl====2FeCl₃＋3H₂O

③Fe＋2FeCl₃====3FeCl₂

Fe＋2HCl====FeCl₂＋H₂↑

④说明：Fe^3＋无剩余，溶液D为MgCl₂、FeCl₂的混合液。设20 g A中MgO和Fe₂O₃的物质的量均为x，则有40 g·mol^－1 x＋160 g·mol^－1 x＝20 g，

解得：x＝0.1 mol

则溶液D中c（Mg^2＋）＝＝0.67 mol·L^－1。

据Cl^－守恒得溶液D中

c（Fe^2＋）＝＝2.3 mol·L^－1。

答案：（1）加少量KClO₃，插上镁条并将其点燃  Fe

（2）Fe₂O₃＋6HCl====2FeCl₃＋3H₂O       MgO＋2HCl====MgCl₂＋H₂O

（3）Fe＋2H^＋====Fe^2＋＋H₂↑   Fe＋2Fe^3＋====3Fe^2＋

（4）0.67 mol·L^－1  2.3 mol·L^－1