Question

【題目】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。(提示：鋁與氧化鐵發(fā)生的反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng))

②另取20g A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(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出氣體1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，同時(shí)生成溶液D，還殘留固體B。

④用KSCN溶液檢驗(yàn)時(shí)，溶液D不變色。

(1)反應(yīng)①的產(chǎn)物中的單質(zhì)B是________，反應(yīng)方程為____________。若將單質(zhì)B溶于鹽酸中，再向所得溶液中滴加足量的NaOH溶液后振蕩，可看到的現(xiàn)象為___________，此過程用化學(xué)方程可以表示為______________。

(2)②所發(fā)生各反應(yīng)的離子方程式是：___________________和___________________。

(3)若溶液D的體積仍為0.15L，則該溶液中c(Mg2＋)為________，c(Fe2＋)為________。

Answer 1

【答案】Fe Fe2O3＋2Al=Al2O3+2Fe 白色沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe2O3＋6H+=2Fe3+＋3H2O MgO＋2H+=Mg2+＋H2O 0.67mol·L－1 2.3mol·L－1

【解析】

(1)①鋁熱反應(yīng)本質(zhì)是置換反應(yīng)，金屬性Mg＞Al＞Fe，所以發(fā)生的反應(yīng)為Al與Fe2O3反應(yīng)，置換出的B是鐵；Fe(OH)2還原性較強(qiáng)，在空氣中不能穩(wěn)定存在；

(2)②MgO與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與水，Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水；

(3 設(shè)MgO和Fe2O3的物質(zhì)的量都為xmol，根據(jù)二者質(zhì)量計(jì)算x的值，溶液D為氯化鎂、氯化亞鐵的混合溶液，根據(jù)鎂元素守恒可知n(Mg2+)=n(MgO)；亞鐵離子來自反應(yīng)Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+，根據(jù)題中數(shù)據(jù)計(jì)算出亞鐵離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=計(jì)算鎂離子、亞鐵離子濃度。

(1)①MgO和Fe2O3組成的混合物行鋁熱反應(yīng)，發(fā)生Al與Fe2O3反應(yīng)方程式為：Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe，所以B為鐵；Fe溶于鹽酸得FeCl2溶液，滴加足量的NaOH溶液后振蕩，可看到的現(xiàn)象為先有白色沉淀生成，后白色沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，此過程用化學(xué)方程可以表示為4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(2)②MgO與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與水，反應(yīng)的方程式為：MgO+2HCl=MgCl2+H2O；Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水，反應(yīng)方程式為：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，是涉及反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3＋6H+=2Fe3+＋3H2O和MgO＋2H+=Mg2+＋H2O；

設(shè)MgO和Fe2O3的物質(zhì)的量都為xmol，則40x+160x=20，解得x=0.1，溶液D為氯化鎂、氯化亞鐵的混合溶液，根據(jù)鎂元素守恒可知，n(Mg2+)=n(MgO)=0.1mol，溶液D的體積仍視為0.15L，所以c(Mg2+)=≈0.67mol/L；0.1mol氧化鐵溶于鹽酸生成0.2mol氯化鐵，根據(jù)反應(yīng)Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，生成亞鐵離子的物質(zhì)的量為：n(Fe2+)=0.2mol×=0.3mol，標(biāo)況下l.12L(標(biāo)況)氣體的物質(zhì)的量為：=0.05mol，根據(jù)反應(yīng)Fe+2H+=Fe2++H2↑可知，生成0.05mol氫氣會(huì)生成0.05mol亞鐵離子，則溶液D中含有亞鐵離子的物質(zhì)的量為：0.3mol+0.05mol=0.35mol，則：c(Fe2+)=≈2.3mol/L。