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______ Al₂O₃+2Fe

Answer

（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．
【解析】
（1）因铝热反应是铝与Fe2O3反应生成氧化铝和铁，故答案为：2Al+Fe2O3Al2O3+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+）==0.50mol/L       c（Fe2+ ）==1.75mol/L．
答：Mg2+、Fe2+的浓度分别为：0.50mol/L、1.75mol/L．