Question

固體粉末A是由MgO和Fe₂O₃組成的混合物．進行如下實驗：
①取適量A和金屬鋁進行鋁熱反應，產物中有單質B生成；
②另取20gA全部溶于0.15L 6.0mol?L^-1鹽酸中，得溶液C；
③將①中得到的單質B和②中所得溶液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．請填空：
（1）①中的化學方程式為

 

．
（2）溶液C中存在的陽離子是

 

．
（3）③中所發生兩個離子方程式是

 

、

 

．
（4）求固體混合物中MgO的質量分數

 

．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）鋁熱反應本質是置換反應，金屬性Mg＞Al＞Fe，所以發生Al與Fe₂O₃反應，置換出鐵；
（2）由③可知鹽酸有剩余，MgO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）③中放出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）根據③中生成氫氣體積計算②中反應后剩余的HCl，令MgO和Fe₂O₃的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量及消耗的HCl計算解答．

解答： 解：（1）MgO和Fe₂O₃組成的混合物進行鋁熱反應，金屬性Mg＞Al＞Fe，發生Al與Fe₂O₃反應，反應方程式為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，
故答案為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+2Fe；
（2）②中MgO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，由③中放出1.12L（標準狀況）氣體，說明生成氫氣，鹽酸有剩余，溶液C為氯化鐵、氯化鎂、鹽酸的混合溶液，溶液C中存在的陽離子為Mg²⁺、Fe³⁺、H⁺，
故答案為：Mg²⁺、Fe³⁺、H⁺；
（3）③中放出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⁺；
（4）③中生成氫氣為

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，故計算②中反應后剩余的HCl為0.05mol×2=0.1mol，則消耗的HCl為0.15L×6.0mol?L^-1-0.1mol=0.8mol，
令MgO和Fe₂O₃的物質的量分別為xmol、ymol，則：

40x+160y=20 2x+3y=0.8

解得x=0.34  y=0.04
故混合物中MgO的質量分數為

0.34mol×40g/mol

20g

×100%=68%，
故答案為：68%．

點評：本題考查常用化學用語、混合物計算等，難度中等，清楚反應過程是解題的關鍵．