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20gA全部溶于0.15L 6.0molL-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溶液檢查時，溶液D不變色。

請填空：

(1)①中引發鋁熱反應的實驗操作是_________________________________________，產物中的單質是___________。

(2)②中所發生的各反應的化學方程式是_______________________________________。

(3)③中所發生的各反應的離子方程式是 _________________________。

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

Answer 1

【答案】加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃 Fe MgO+2HCl＝MgCl2+H2O、Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O Fe+2H+＝Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+＝3Fe2+ 0.67mol/L 2.33mol/L

【解析】

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，即B為Fe；

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，溶液C中含有MgCl2、FeCl3；

③單質B和溶液C反應，放出1.12L(標準狀況)氣體，說明生成氫氣，說明②中鹽酸過量，溶液C為MgCl2、FeCl3、HCl混合溶液，反應同時生成溶液D，還殘留有固體物質B，說明Fe有剩余，結合④用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色，說明D溶液不含鐵離子，則D中溶質為MgCl2、FeCl2。

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，即B為Fe；

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，溶液C中含有MgCl2、FeCl3；

③單質B和溶液C反應，放出1.12L(標準狀況)氣體，說明生成氫氣，說明②中鹽酸過量，溶液C為MgCl2、FeCl3、HCl混合溶液，反應同時生成溶液D，還殘留有固體物質B，說明Fe有剩余，結合④用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色，說明D溶液不含鐵離子，則D中溶質為MgCl2、FeCl2；

(1)①中引發鋁熱反應操作為：加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃，產物中的單質B是Fe；

(2)氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂與水，氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵與水，反應方程式為：MgO+2HCl＝MgCl2+H2O、Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；

(3)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+；

(4)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MgCl2、FeCl2的混合溶液，根據鎂元素守恒可知，n(Mg2+)＝n(MgO)＝0.1mol，所以c(Mg2+)＝ ＝0.67mol/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。