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20g A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．
请回答：
（1）①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0.15L，则该溶液中c（Mg²⁺）为______，c（Fe²⁺）为______．

Answer 1

解：（1）MgO和Fe₂O₃组成的混合物行铝热反应，发生Al与Fe₂O₃反应，置换出铁，故答案为：Fe；
（2）MgO与盐酸反应生成氯化镁与水，反应方程式为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，
故答案为：MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O；Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；
（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，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）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⁺）==0.67mol/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：0.67mol/L；2.33mol/L．
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）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）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）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=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．
点评：本题考查常用化学用语、物质的量浓度计算等，难度中等，清楚反应过程是解题的关键，注意（4）利用电荷守恒计算比过程法要简单．