Question

粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe₂O₃组成的混合物．进行如下实验：①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；②另取20g A全部溶于0.20L 4.5mol?L^-1的盐酸中，得溶液C；③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L（标准状况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；④用KSCN溶液检验时溶液D不变色，请填空：
（1）①中发生的反应的化学方程式是

2Al+Fe₂O₃

高温  .

Al₂O₃+2Fe

．
（2）③中所发生的各反应的离子方程式是

Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺

．
（3）若溶液D的体积仍视为0.20L，计算溶液中Mg²⁺、Fe²⁺的浓度．

Answer 1

分析：（1）MgO、Fe₂O₃铝热反应后产物为：MgO、Fe、Al₂O₃．
（2）根据信息，溶液C中的成分为氯化镁、氯化铁和过量的盐酸，根据步骤③知铁能与盐酸反应，根据步骤④知铁能与氯化铁反应，且反应后产物中不含Fe³⁺，只有Fe，Fe²⁺；
（3）先根据由20g的A中两种物质（MgO和Fe₂O₃）的物质的量相等，可推断出两者皆为0.1mol； 0.15L 6mol/L 的盐酸中，HCl物质的量：0.90mol，反应后有0.1molMgCl₂，0.2molFeCl₃，0.1molHCl，求得Mg²⁺的物质的量，再根据步骤④，得到步骤三反应后产物中不含Fe3+，只有Fe，Fe²⁺，可推断出：Fe+2HCl=2FeCl₂+H₂↑   2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，根据方程式计算出Fe2+的物质的量，最终求出Mg²⁺、Fe²⁺的浓度．

解答：解：（1）因铝热反应是铝与Fe₂O₃反应生成氧化铝和铁，故答案为：2Al+Fe₂O₃

高温  .

Al₂O₃+2Fe
（2）因由信息可知，溶液C中的成分为氯化镁、氯化铁和过量的盐酸，根据步骤③知铁能与盐酸反应，根据步骤④知铁能与氯化铁反应，且反应后产物中不含Fe³⁺，只有Fe，Fe²⁺，故答案为：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺　
（3）因由20g的A中两种物质（MgO和Fe₂O₃）的物质的量相等，可推断出两者皆为0.1mol；
 0.15L 6mol/L 的盐酸中，HCl物质的量为0.90mol，反应后有0.1molMgCl₂，0.2molFeCl₃，0.1molHCl．所以n（Mg²⁺）=0.1mol，
 根据步骤四，得到步骤三反应后产物中不含Fe³⁺，只有Fe，Fe²⁺，可推断出：单质B（Fe）先与溶液C余下的0.1mol盐酸反应，
      Fe+2HCl=FeCl₂ +H₂↑                              
      0.05    0.1   0.05     0.05  
  则得到 0.05mol氯化亚铁，然后所有氯化铁与铁反应：
      2FeCl₃ +Fe=3FeCl₂
      0.2            0.3
因此反应完毕，n（Mg²⁺ ）=0.1mol     n（Fe²⁺ ）=0.3+0.05=0.35mol
所以c（Mg²⁺）=

0.1mol

0.20L

=0.50mol/L       c（Fe²⁺ ）=

0.35mol

0.20L

=1.75mol/L．
答：Mg²⁺、Fe²⁺的浓度分别为：0.50mol/L、1.75mol/L．

点评：该题将无机物性质、化学实验、化学用语和化学计算综合在一起，从定性和定量两个家度考查学生对化学知识的综合认识，很好的体现化学学科内版块间知识的综合．