Question

12．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20g A全部溶于0.15L 6.0mol•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 l.12L（標(biāo)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?br />（1）①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作加少量KClO₃，插上鎂條并將其點(diǎn)燃，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是Fe．
（2）②中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O
（3）③中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
（4）若溶液D的體積仍視為0.15L，則該溶液中c（Mg²⁺）為0.67mol/L，c（Fe²⁺）為2.33mol/L．

Answer 1

分析 ①鋁熱反應(yīng)本質(zhì)是置換反應(yīng)，金屬性Al＞Fe，所以發(fā)生Al與Fe₂O₃反應(yīng)，置換出鐵，即B為Fe；
②MgO與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與水，F(xiàn)e₂O₃與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水，溶液C中含有MgCl₂、FeCl₃；
③單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，說明生成氫氣，說明②中鹽酸過量，溶液C為MgCl₂、FeCl₃、HCl混合溶液，反應(yīng)同時(shí)生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B，說明Fe有剩余，結(jié)合④用KSCN溶液檢驗(yàn)時(shí)，溶液D不變色，說明D溶液不含鐵離子，則D中溶質(zhì)為MgCl₂、FeCl₂．
（1）①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)操作為：加少量KClO₃，插上鎂條并將其點(diǎn)燃；
（2）氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與水，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水；
（3）Fe與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵與氫氣，F(xiàn)e與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵；
（4）計(jì)算MgO和Fe₂O₃的物質(zhì)的量，溶液D為MgCl₂、FeCl₂的混合溶液，根據(jù)鎂元素守恒可知，n（Mg²⁺）=n（MgO），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算鎂離子濃度，根據(jù)電荷守恒溶液中2c（Mg²⁺）+2c（Fe²⁺）=c（Cl^-），據(jù)此計(jì)算亞鐵離子濃度．

解答 解：①鋁熱反應(yīng)本質(zhì)是置換反應(yīng)，金屬性Al＞Fe，所以發(fā)生Al與Fe₂O₃反應(yīng)，置換出鐵，即B為Fe；
②MgO與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與水，F(xiàn)e₂O₃與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水，溶液C中含有MgCl₂、FeCl₃；
③單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，說明生成氫氣，說明②中鹽酸過量，溶液C為MgCl₂、FeCl₃、HCl混合溶液，反應(yīng)同時(shí)生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B，說明Fe有剩余，結(jié)合④用KSCN溶液檢驗(yàn)時(shí)，溶液D不變色，說明D溶液不含鐵離子，則D中溶質(zhì)為MgCl₂、FeCl₂．
（1）①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)操作為：加少量KClO₃，插上鎂條并將其點(diǎn)燃，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是Fe，
故答案為：加少量KClO₃，插上鎂條并將其點(diǎn)燃；Fe；
（2）氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與水，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水，反應(yīng)方程式為：MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，
故答案為：MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；
（3）Fe與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵與氫氣，反應(yīng)離子方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，鐵與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，反應(yīng)離子方程式為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）令MgO和Fe₂O₃的物質(zhì)的量分別為xmol，則40x+160x=20，解得x=0.1，溶液D為MgCl₂、FeCl₂的混合溶液，根據(jù)鎂元素守恒可知，n（Mg²⁺）=n（MgO）=0.1mol，所以c（Mg²⁺）=$\frac{0.1mol}{0.15L}$=0.67mol/L；根據(jù)電荷守恒溶液中2c（Mg²⁺）+2c（Fe²⁺）=c（Cl^-），所以2×0.67mol/L+2c（Fe²⁺）=6mol/L，解得c（Fe²⁺）=2.33mol/L，
故答案為：0.67mol/L；2.33mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元常用化學(xué)用語(yǔ)、混合物有關(guān)計(jì)算、物質(zhì)的量濃度計(jì)算等，難度中等，理解反應(yīng)過程是解題的關(guān)鍵，注意（4）利用電荷守恒計(jì)算．