Question

【题目】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。(提示：铝与氧化铁发生的反应称为铝热反应)

②另取20g A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和溶液C反应，放出气体1.12L(标准状况下)，同时生成溶液D，还残留固体B。

④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。

(1)反应①的产物中的单质B是________，反应方程为____________。若将单质B溶于盐酸中，再向所得溶液中滴加足量的NaOH溶液后振荡，可看到的现象为___________，此过程用化学方程可以表示为______________。

(2)②所发生各反应的离子方程式是：___________________和___________________。

(3)若溶液D的体积仍为0.15L，则该溶液中c(Mg2＋)为________，c(Fe2＋)为________。

Answer 1

【答案】Fe Fe2O3＋2Al=Al2O3+2Fe 白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe2O3＋6H+=2Fe3+＋3H2O MgO＋2H+=Mg2+＋H2O 0.67mol·L－1 2.3mol·L－1

【解析】

(1)①铝热反应本质是置换反应，金属性Mg＞Al＞Fe，所以发生的反应为Al与Fe2O3反应，置换出的B是铁；Fe(OH)2还原性较强，在空气中不能稳定存在；

(2)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 设MgO和Fe2O3的物质的量都为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)；亚铁离子来自反应Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+，根据题中数据计算出亚铁离子的物质的量，再根据c=计算镁离子、亚铁离子浓度。

(1)①MgO和Fe2O3组成的混合物行铝热反应，发生Al与Fe2O3反应方程式为：Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe，所以B为铁；Fe溶于盐酸得FeCl2溶液，滴加足量的NaOH溶液后振荡，可看到的现象为先有白色沉淀生成，后白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色，此过程用化学方程可以表示为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(2)②MgO与盐酸反应生成氯化镁与水，反应的方程式为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O；Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁与水，反应方程式为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，是涉及反应的离子方程式为Fe2O3＋6H+=2Fe3+＋3H2O和MgO＋2H+=Mg2+＋H2O；

设MgO和Fe2O3的物质的量都为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，溶液D的体积仍视为0.15L，所以c(Mg2+)=≈0.67mol/L；0.1mol氧化铁溶于盐酸生成0.2mol氯化铁，根据反应Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，生成亚铁离子的物质的量为：n(Fe2+)=0.2mol×=0.3mol，标况下l.12L(标况)气体的物质的量为：=0.05mol，根据反应Fe+2H+=Fe2++H2↑可知，生成0.05mol氢气会生成0.05mol亚铁离子，则溶液D中含有亚铁离子的物质的量为：0.3mol+0.05mol=0.35mol，则：c(Fe2+)=≈2.3mol/L。