Question

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20gA全部溶于0.15L6.0mol?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1.12L（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．
請回答下列各題：
（1）寫出①中發生鋁熱反應的化學方程式

2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃

．
（2）寫出③中所發生的各反應的離子方程式是

Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

．
（3）若溶液D的體積仍視為0.15L，則該溶液中c（Mg²⁺）為

0.67

mol?L^-1，c（Fe²⁺）為

2.33

mol?L^-1．

Answer 1

分析：①
鋁熱反應本質是置換反應，金屬性Al＞Fe，所以發生Al與Fe₂O₃反應，置換出鐵；
②MgO與鹽酸反應生成氯化鎂與水，Fe₂O₃與鹽酸反應生成氯化鐵與水；
③放出1.12L（標準狀況）氣體，說明生成氫氣，溶液C為氯化鐵、氯化鎂、鹽酸的混合溶液，Fe和溶液C反應為：Fe與鹽酸反應生成氯化亞鐵與氫氣，鐵與氯化鐵反應生成氯化亞鐵；
④用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色，說明不含鐵離子；
（1）依據鋁熱反應寫出化學方程式；
（2）③中所發生的各反應Fe與鹽酸反應生成氯化亞鐵與氫氣，鐵與氯化鐵反應生成氯化亞鐵；
（3）令MgO和Fe₂O₃的物質的量分別為xmol，根據二者質量計算x的值，溶液D為氯化鎂、氯化亞鐵的混合溶液，根據鎂元素守恒可知，n（Mg²⁺）=n（MgO），再根據c=nV計算鎂離子濃度，根據電荷守恒溶液中2c（Mg²⁺）+2c（Fe²⁺）=c（Cl^-），據此計算亞鐵離子濃度．

解答：解：（1）MgO和Fe₂O₃組成的混合物行鋁熱反應，發生Al與Fe₂O₃反應，置換出鐵，反應的化學方程式為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃；
故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃，；
（2）放出1.12L（標準狀況）氣體，說明生成氫氣，溶液C為氯化鐵、氯化鎂、鹽酸的混合溶液，Fe和溶液C反應為：Fe與鹽酸反應生成氯化亞鐵與氫氣，反應離子方程式為 Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；鐵與氯化鐵反應生成氯化亞鐵，反應離子方程式為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（3）令MgO和Fe₂O₃的物質的量分別為xmol，則40x+160x=20，解得x=0.1，溶液D為氯化鎂、氯化亞鐵的混合溶液，根據鎂元素守恒可知，n（Mg²⁺）=n（MgO）=0.1mol，所以c（Mg²⁺）=0.1mol0.15L=0.67mol/L；根據電荷守恒溶液中2c（Mg²⁺）+2c（Fe²⁺）=c（Cl^-），所以2×0.67mol/L+2c（Fe²⁺）=6mol/L，解得c（Fe²⁺）=2.33mol/L，
故答案為：0.67mol/L；2.33mol/L．

點評：本題考查常用化學用語、物質的量濃度計算等，難度中等，理解反應過程是解題的關鍵，注意（3）利用電荷守恒計算比過程計算法要簡單．