Question

9．粉末狀試樣A是由等物質的量的CaO和Fe₂O₃組成的混合物，進行如下實驗：
①取適量A與鋁進行鋁熱反應，產物中有單質B生成．
②另取21.6gA全部溶于0.20L、6.0mol/L鹽酸中，得溶液C．
③將①中得到的單質B和②中的溶液C反應放出4.48L（標準狀況）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．
（1）①中生成的單質B是Fe．
（2）③中所發(fā)生的各反應的離子方程式是Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，F(xiàn)e+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
（3）若溶液D的體積仍視為0.20L，則該溶液中c（Ca²⁺）為0.5mol/L，c（Fe²⁺）為2.5mol/L．

Answer 1

分析 ①鋁熱反應本質是置換反應，金屬性Al＞Fe，所以發(fā)生Al與Fe₂O₃反應，置換出鐵；
②CaO與鹽酸反應生成氯化鎂與水，F(xiàn)e₂O₃與鹽酸反應生成氯化鐵與水；
③放出4.48L（標準狀況）氣體，說明生成氫氣，溶液C為氯化鐵、氯化鈣、鹽酸的混合溶液，F(xiàn)e和溶液C反應為：Fe與鹽酸反應生成氯化亞鐵與氫氣，鐵與氯化鐵反應生成氯化亞鐵；
④用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色，說明不含鐵離子；
（1）依據(jù)鋁熱反應寫出化學方程式；
（2）③中所發(fā)生的各反應Fe與鹽酸反應生成氯化亞鐵與氫氣，鐵與氯化鐵反應生成氯化亞鐵；
（3）令CaO和Fe₂O₃的物質的量分別為xmol，根據(jù)二者質量計算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（Ca²⁺）=n（CaO），再根據(jù)c=nV計算鎂離子濃度，根據(jù)電荷守恒溶液中2c（Ca²⁺）+2c（Fe²⁺）=c（Cl^-），據(jù)此計算亞鐵離子濃度．

解答 解：（1）CaO和Fe₂O₃組成的混合物行鋁熱反應，發(fā)生Al與Fe₂O₃反應，置換出鐵，反應的化學方程式為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；
故答案為：Fe；
（2）放出4.48L（標準狀況）氣體，說明生成氫氣，溶液C為氯化鐵、氯化鈣、鹽酸的混合溶液，F(xiàn)e和溶液C反應為：Fe與鹽酸反應生成氯化亞鐵與氫氣，反應離子方程式為 Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；鐵與氯化鐵反應生成氯化亞鐵，反應離子方程式為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（3）令CaO和Fe₂O₃的物質的量分別為xmol，則56x+160x=21.6，解得x=0.1，溶液D為氯化鈣、氯化亞鐵的混合溶液，根據(jù)鎂元素守恒可知，n（Ca²⁺）=n（CaO）=0.1mol，所以c（Ca²⁺）=$\frac{0.1mol}{0.2L}$=0.5mol/L；根據(jù)電荷守恒溶液中2c（Ca²⁺）+2c（Fe²⁺）=c（Cl^-），所以2×0.5mol/L+2c（Fe²⁺）=6mol/L，解得c（Fe²⁺）=2.5mol/L，
故答案為：0.5mol/L；2.5mol/L．

點評 本題考查常用化學用語、物質的量濃度計算等，難度中等，理解反應過程是解題的關鍵，注意（3）利用電荷守恒計算比過程計算法要簡單．