Question

粉末状试样A是由和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另取全部溶于盐酸中，固体全部溶解，得溶液C；

③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出（标况）气体。同时生成溶液D，还残留有固体物质B；

④用溶液检查时，溶液D不变色。

请填空：

(1)①中引发铝热反应的实验操作是____________，产物中的单质B是___________________。

(2)②中所发生反应的化学方程式是____________、____________。

(3)③中所发生反应的离子方程式是____________、____________。

(4)若溶液D的体积仍视为，则该溶液中为____________，为____________。

Answer

加入氯酸钾插上镁条点燃镁条引起 Fe MgO+2HCl=MgCl2+H2O Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe+2Fe3+=3Fe2+ 0.67mol/L 2.33mol/L

【解析】

①铝热反应的本质是置换反应，金属性Al＞Fe，所以发生Al与Fe2O3反应，置换出铁，即B为Fe；

②MgO与盐酸反应生成氯化镁与水，Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁与水，溶液C中含有MgCl2、FeCl3；

③单质B和溶液C反应，放出1.12L(标准状况)气体，该气体为氢气，说明②中盐酸过量，溶液C为MgCl2、FeCl3、HCl混合溶液，反应同时生成溶液D，还残留有固体物质B，说明Fe有剩余，结合④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色，说明D溶液不含铁离子，则D中溶质为MgCl2、FeCl2，据此分析解答。

(1)①中引发铝热反应的操作为：加少量KClO3，插上镁条并将其点燃；产物中的单质B是Fe，故答案为：加少量KClO3，插上镁条并将其点燃；Fe；

(2)氧化镁与盐酸反应生成氯化镁与水，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁与水，②中所发生反应的化学方程式为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，故答案为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；

(3)Fe与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案为：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+；

(4)令MgO和Fe2O3的物质的量分别为xmol、ymol，则40x+160y=20，溶液C为MgCl2、FeCl3、HCl混合溶液，加入铁粉后生成的氢气为=0.05mol，根据氯元素守恒，2x+3×2y+0.05×2=0.15×6，解得：x=0.1，y=0.1；n(Mg2+)=n(MgO)=0.1mol，所以c(Mg2+)==0.67mol/L；溶液D为MgCl2、FeCl2的混合溶液，根据电荷守恒溶液中2c(Mg2+)+2c(Fe2+)=c(Cl-)，所以2×0.67mol/L+2c(Fe2+)=6mol/L，解得c(Fe2+)=2.33mol/L，故答案为：0.67mol/L；2.33mol/L。