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 gA全部溶于0.15 L 6.0 mol·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中所發生的各反應的化學方程式是：

_____________________________________，_________________________________________。

（3）③中所發生的各反應的離了方程式是：

_____________________________________，___________________________________。

（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，插上鎂條并將其點燃  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:

本題是一道集實驗操作、反應原理、計算、推理為一體的綜合題，很好地考查了學生對知識的綜合運用能力。根據題意，各步發生的化學反應如下：

①Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃

MgO與Al不發生鋁熱反應，故單質B為Fe。

②MgO+2HCl====MgCl₂+H₂O

Fe₂O₃+6HCl====2FeCl₃+3H₂O

③Fe+2FeCl₃====3FeCl₂

Fe+2HCl====FeCl₂+H₂↑

④說明：Fe³⁺無剩余，溶液D為MgCl₂、FeCl₂的混合液。

設20 gA中MgO和Fe₂O₃的物質的量均為x，則有40 g·mol^-1x+160 g·mol^-1x=20 g，

解得x=0.1 mol，

則溶液D中c（Mg²⁺）==0.67 mol·L^-1

據Cl^-守恒得溶液D中Fe²⁺的濃度為：

c（Fe²⁺）==2.3 mol·L^-1