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20 g A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

【答案】加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃 Fe Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ 0.67 mol·L－1 2.3 mol·L－1

【解析】

(1)鋁熱反應是指單質Al和某些金屬氧化物發生的反應，反應過程中放出大量熱，但該反應需要較高的溫度才能引發。在混合物上加少量KClO3固體并插上Mg條，點燃Mg條后放出熱量，使KClO3固體分解放出O2，進一步加劇Mg的燃燒，可在短時間內使混合物溫度迅速升高，引發反應。發生的反應為Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe，所以產物中單質B為Fe，故答案為：加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃；Fe；

(2)Fe2O3和MgO都是堿性氧化物，能和酸反應生成鹽和水：Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O，故答案為：Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O；

(3)混合物中只有Fe2O3能和Al發生鋁熱反應，生成Fe單質。C溶液中有反應生成的FeCl3，還有未反應的HCl。發生的離子反應為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。

(4)假設步驟②用去的20 g固體中，MgO的物質的量為x，則Fe2O3的物質的量也為x，則40 g·mol－1×x＋160 g·mol－1×x＝20 g，解得：x＝0.1 mol。根據MgO～MgCl2的關系，則溶液中MgCl2的濃度為0.1 mol÷0.15 L≈0.67 mol·L－1。步驟④說明溶液中沒有Fe3＋，也就是溶質為FeCl2和MgCl2。根據Cl－守恒的關系，可知MgCl2和FeCl2的總的物質的量等于＝0.45mol，所以，FeCl2的濃度為≈2.3 mol·L－1，故答案為：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；0.67 mol·L－1；