Question

4．氯酸鎂[Mg（ClO₃）₂]常用作催熟劑、除草劑等，實(shí)驗(yàn)室用鹵塊（主要成分為MgCl₂•6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等雜質(zhì)）制備少量Mg（ClO₃）₂•6H₂O的流程如圖1：

已知：幾種化合物的溶解度（S）隨溫度（T）變化曲線如圖2所示．
（1）過(guò)濾時(shí)需要的主要玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯．
（2）加入BaCl₂的目的是除去雜質(zhì)離子，檢驗(yàn)已沉淀完全的方法是：靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無(wú)白色沉淀，則SO₄^2-沉淀完全．加MgO后過(guò)濾所得濾渣的主要成分BaSO₄和Fe（OH）₃．
（3）加入NaClO₃飽和溶液發(fā)生反應(yīng)為：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，再進(jìn)一步制取Mg（ClO₃）₂•6H₂O的實(shí)驗(yàn)步驟依次為：①蒸發(fā)濃縮；②趁熱過(guò)濾；③冷卻結(jié)晶；④過(guò)濾、洗滌、干燥．
（4）產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O含量的測(cè)定：（Mg（ClO₃）₂•6H₂O的摩爾質(zhì)量為299g/mol）
步驟1：準(zhǔn)確稱量3.50g產(chǎn)品配成100mL溶液．
步驟2：取10.00mL溶液于錐形瓶中，加入10.00mL稀硫酸和20.00mL 1.000mol•L^-1的FeSO₄溶液，微熱．
步驟3：冷卻至室溫，用0.100mol•L^-1 K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未被氧化的Fe²⁺至終點(diǎn)．
步驟4：將步驟2、3重復(fù)兩次，平均消耗K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液15.00mL
①步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
②步驟3中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．
③若配制K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)未洗滌燒杯，則產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的含量會(huì)偏低（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．
④產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．78.3%．

Answer 1

分析 鹵塊的成分有MgCl₂•6H₂O、MgSO₄、FeCl₂，加入雙氧水之后，亞鐵離子可以被氧化為三價(jià)鐵離子，再向混合物中加入氯化鋇溶液，可以將硫酸根離子轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀，加入氧化鎂，調(diào)節(jié)pH=4，可以促進(jìn)鐵離子的水解，將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去，過(guò)濾，得到的濾液是氯化鎂，可以根據(jù)溶解度受溫度的影響情況來(lái)獲得要制取的物質(zhì)，
（1）過(guò)濾實(shí)驗(yàn)用到的儀器：漏斗、玻璃棒、燒杯、濾紙、鐵架臺(tái)等；
（2）根據(jù)鋇離子可以和硫酸根離子之間反應(yīng)生成白色不溶于硝酸的白色沉淀來(lái)檢驗(yàn)已沉淀完全；根據(jù)加氧化鎂后溶液的pH為4，可以沉淀的離子來(lái)判斷濾渣的主要成分；
（3）根據(jù)物質(zhì)的溶解度大小，溶液獲得晶體的方法：蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾，冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥；
（4）①氯酸根離子具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為正三價(jià)；
②Cr₂O₇^2-能將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，根據(jù)電子得失守恒可寫(xiě)離子方程式；
③若配制K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)未洗滌燒杯，則所配得的標(biāo)準(zhǔn)液濃度偏小，用去的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，計(jì)算得的與K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)的Fe²⁺的物質(zhì)的量偏大，所以與Mg（ClO₃）₂反應(yīng)的Fe²⁺的物質(zhì)的量偏�。�
④根據(jù)化學(xué)反應(yīng)ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O以及Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，可以得出：ClO₃^-～6Fe²⁺，Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺，根據(jù)各個(gè)質(zhì)物之間的關(guān)系式可計(jì)算百分含量．

解答 解：鹵塊的成分有MgCl₂•6H₂O、MgSO₄、FeCl₂，加入雙氧水之后，亞鐵離子可以被氧化為三價(jià)鐵離子，再向混合物中加入氯化鋇溶液，可以將硫酸根離子轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀，加入氧化鎂，調(diào)節(jié)pH=4，可以促進(jìn)鐵離子的水解，將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去，過(guò)濾，得到的濾液是氯化鎂，可以根據(jù)溶解度受溫度的影響情況來(lái)獲得要制取的物質(zhì)，
（1）過(guò)濾實(shí)驗(yàn)用到的儀器：漏斗、玻璃棒、燒杯、濾紙、鐵架臺(tái)等，其中玻璃儀器有：漏斗、玻璃棒、燒杯，
故答案為：漏斗、玻璃棒、燒杯；
（2）檢驗(yàn)硫酸根離子是否除凈的方法：靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無(wú)白色沉淀，則SO₄^2-沉淀完全，加入氧化鎂，調(diào)節(jié)溶液的pH為4，此時(shí)鐵離子形成了沉淀氫氧化鐵，鋇離子已經(jīng)和硫酸根離子只堿反應(yīng)生成了硫酸鋇沉淀，
故答案為：靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無(wú)白色沉淀，則SO₄^2-沉淀完全；BaSO₄和Fe（OH）₃；
（3）根據(jù)物質(zhì)的溶解度大小，溶液獲得晶體的方法：蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾，冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，
故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；
（4）①氯酸根離子具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為正三價(jià)，化學(xué)方程式為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，
故答案為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②Cr₂O₇^2-能將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
③若配制K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)未洗滌燒杯，則所配得的標(biāo)準(zhǔn)液濃度偏小，用去的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，計(jì)算得的與K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)的Fe²⁺的物質(zhì)的量偏大，所以與Mg（ClO₃）₂反應(yīng)的Fe²⁺的物質(zhì)的量偏小，所以會(huì)導(dǎo)致計(jì)算出的產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的含量會(huì)偏低，
故答案為：偏低；
④根據(jù)化學(xué)方程式：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O以及Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，可以得出：ClO₃^-～6Fe²⁺，Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺，用0.100mol•L^-1 K₂Cr₂O₇溶液滴定至終點(diǎn)過(guò)程可以得出剩余的亞鐵離子的物質(zhì)的量為：0.100mol•L^-1×0.015L×6=0.009mol，和氯酸根離子反應(yīng)的亞鐵離子的物質(zhì)的量為：20×10^-3L×1.000mol•L^-1-0.009mol=0.011mol，
氯酸根離子的物質(zhì)的量為：$\frac{1}{6}$×0.011mol，產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：（$\frac{1}{2}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.3%．
故答案為：78.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查對(duì)常見(jiàn)金屬元素及其化合物主要性質(zhì)的掌握，以及對(duì)離子反應(yīng)實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí)；同時(shí)考查應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)解決簡(jiǎn)單化學(xué)問(wèn)題的能力以及對(duì)圖表的觀察、分析能力，物質(zhì)溶解度概念的應(yīng)用，晶體析出的方法，雜質(zhì)離子的除雜原則和試劑選擇，題目難度中等．