Question

粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe₂O₃組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

①取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成；

②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L^-1的鹽酸中，得溶液C；

③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，同時(shí)生成溶液D，

還殘留有固體物質(zhì)B；

④用KSCN溶液檢驗(yàn)時(shí)，溶液D不變色。

請(qǐng)?zhí)羁眨?/p>

（1）①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是_____________________________________，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是________________________________。

（2）②中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________。

（3）③中所發(fā)生的各反應(yīng)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

(1)加少量KClO₃，插上Mg條并將其點(diǎn)燃  Fe

（2）Fe₂O₃+6HCl====2FeCl₃+3H₂O

MgO+2HCl====MgCl₂+H₂O

(3)Fe+2H⁺====Fe²⁺+H₂↑

Fe+2Fe³⁺====3Fe²⁺

(4)0.67 mol·L^-1  2.3 mol·L^-1

解析：（1）鋁熱反應(yīng)是指單質(zhì)Al和某些金屬氧化物發(fā)生的反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中放出大量熱，但該反應(yīng)需要較高的溫度才能引發(fā)。在混合物上加少量KClO₃并插上Mg條，點(diǎn)燃Mg后放出熱量，使KClO₃分解放出O₂，進(jìn)一步加劇Mg的燃燒，可在短時(shí)間內(nèi)使混合物溫度迅速升高，引發(fā)反應(yīng)。發(fā)生的反應(yīng)為Fe₂O₃+2AlAl₂O₃₊2Fe，所以產(chǎn)物中單質(zhì)B為Fe。

（2）Fe₂O₃和MgO都是堿性氧化物，能和酸反應(yīng)生成鹽和水。

Fe₂O₃₊6HCl====2FeCl₃+3H₂O

MgO+2HCl====MgCl₂+H₂O

（3）混合物中只有Fe₂O₃能和Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)，生成Fe單質(zhì)。C溶液中有反應(yīng)產(chǎn)生的FeCl₃，還有未反應(yīng)的HCl。發(fā)生的離子反應(yīng)為：Fe+2H⁺====Fe²⁺+H₂↑，F(xiàn)e+2Fe³⁺====3Fe²⁺

（4）假設(shè)步驟②用去的20 g固體中，MgO的物質(zhì)的量為x，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量為y，則：40 g·mol^-1×x+160 g·mol^-1×y＝20 g。

發(fā)生的反應(yīng)有：MgO+2HCl====MgCl₂+H₂O，F(xiàn)e₂O₃+6HCl====2FeCl₃+3H₂O

因?yàn)椴襟E③中Fe有剩余，說(shuō)明經(jīng)此步驟HCl全部消耗了。步驟②剩余HCl的物質(zhì)的量可根據(jù)步驟③中產(chǎn)生的氣體確定為0.1 mol，所以又有：2x+6y+0.1 mol＝0.9 mol。

解得：x＝0.1 mol  y＝0.1 mol

根據(jù)MgO—MgCl₂的關(guān)系，溶液中MgCl₂的濃度為：0.1 mol÷0.15 L＝0.67 mol·L^-1

步驟④說(shuō)明溶液中沒有Fe³⁺，也就是溶質(zhì)為FeCl₂和MgCl₂。根據(jù)Cl^-不變的關(guān)系，可知MgCl₂和FeCl₂的總的物質(zhì)的量等于=0.45 mol，所以FeCl₂的濃度為： =2.3 mol·L^-1。