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20 g A全部溶于0.15 L 6.0mol·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1.12 L(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。

請填空：

(1)①中引發鋁熱反應的實驗操作是_______________。產物中的單質B是______________。

(2)②中所發生反應的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0.15 L，則該溶液中c(Mg²⁺)為____________________，c(Fe²⁺)為______________________。

Answer 1

解析：MgO不能與鋁發生置換反應，所以①發生的反應是Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃。

②中發生的反應是Fe₂O₃+6HCl2FeCl₃+3H₂O，MgO+2HClMgCl₂+H₂O。

③中發生的反應是Fe+2FeCl₃3FeCl₂，Fe+2HClFeCl₂+H₂↑。

④中加入KSCN溶液不變色，說明Fe³⁺完全被還原為Fe²⁺，溶液D為MgCl₂、FeCl₂的混合液。根據題意假設20 g A中MgO和Fe₂O₃的物質的量均為x，則：40 g·mol^-1x+160 g·mol^-1x=20 g，解得x=0.1 mol。

溶液中Mg²⁺的物質的量等于MgO的物質的量，c(Mg²⁺)==0.67 mol·L^-1。

反應后原加入的鹽酸中的Cl^-全部轉移到FeCl₂和MgCl₂中，Cl^-守恒，所以溶液D中

n(Cl^-)=n(Mg²⁺)×2+n(Fe²⁺)×2=6.0 mol·L^-1×0.15 L=0.9 mol

答案：(1)加少量KClO₃，點燃鎂條并將其倒插在混合物上  Fe

(2)Fe₂O₃+6HCl2FeCl₃+3H₂O，MgO+2HClMgCl₂+H₂O

(3)Fe+2H⁺Fe²⁺+H₂↑，Fe+2Fe³⁺3Fe²⁺

(4)0.67 mol·L^-1  2.3 mol·L^-1