Question

17．氯酸鎂[Mg（ClO₃）₂]常用作催熟劑、除草劑等，實驗室制備少量Mg（ClO₃）₂•6H₂O的流程如圖1：

已知：①鹵塊主要成分為MgCl₂•6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等雜質．
②四種化合物的溶解度（S）隨溫度（T）
變化曲線如圖2所示．回答下列問題：
（1）過濾時主要的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯．
（2）加入BaCl₂的目的是除去雜質離子，檢驗已沉淀完全的方法是靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無白色沉淀，則SO₄^2-沉淀完全．
（3）加速鹵塊在H₂O₂溶液中溶解的措施有：將鹵塊粉碎或加熱等（寫出一條即可）
（4）加入MgO的作用是調節(jié)溶液的pH，使Fe³⁺沉淀完全； 濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃．
（5）向濾液中加入NaClO₃飽和溶液后，發(fā)生反應的化學方程式為：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂↓+2NaCl，再進一步制取Mg（ClO₃）₂•6H₂O的實驗步驟依次為①蒸發(fā)濃縮；②趁熱過濾；③冷卻結晶；④過濾、洗滌、干燥．
（6）產品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O含量的測定：
步驟1：準確稱量3.50g產品配成100mL溶液．
步驟2：取10.00mL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．l000mol•L^-1K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺至終點，此過程中反應的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
步驟4：將步驟2、3重復兩次，計算得平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL．
①請寫出步驟2中發(fā)生反應的離子方程式（還原產物為Cl^-）ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
②產品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質量分數為78.31%．（計算結果保留兩位小數）

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化為硫酸鋇沉淀，加入氧化鎂，調節(jié)pH=4，可以促進鐵離子的水解，將鐵離子轉化為氫氧化鐵而除去，過濾，得到的濾液是氯化鎂，可以根據溶解度受溫度的影響情況來獲得要制取的物質，
（1）過濾實驗用到的儀器：漏斗、玻璃棒、燒杯、濾紙、鐵架臺等；
（2）根據鋇離子可以和硫酸根離子之間反應生成白色不溶于硝酸的白色沉淀來檢驗已沉淀完全；根據加氧化鎂后溶液的pH為4，可以沉淀的離子來判斷濾渣的主要成分；
（3）溫度、固體顆粒大小、物質的濃度等會影響反應速率；
（4）金屬氧化物MgO能與酸反應產生鹽和水，所以加入MgO的作用是調節(jié)溶液的pH，使雜質Fe³⁺形成沉淀完全除去．根據示意圖可知濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃；
（5）利用NaCl、Mg（ClO₃）₂的溶解度與溫度的關系，將溶液蒸發(fā)濃縮結晶、趁熱過濾、冷卻結晶，最后過濾、洗滌，得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O；
（6）①氯酸根離子具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為正三價；
②根據化學反應ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O以及Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，可以得出：ClO₃^-～6Fe²⁺，Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺，根據各個質物之間的關系式可計算百分含量．

解答 解：（1）過濾實驗用到的儀器：漏斗、玻璃棒、燒杯、濾紙、鐵架臺等，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）檢驗硫酸根離子是否除凈的方法：靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無白色沉淀，則SO₄^2-沉淀完全，加入氧化鎂，調節(jié)溶液的pH為4，此時鐵離子形成了沉淀氫氧化鐵，鋇離子已經和硫酸根離子只堿反應生成了硫酸鋇沉淀，
故答案為：靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無白色沉淀，則SO₄^2-沉淀完全；
（3）影響化學反應速率的因素有：升高溫度、將固體粉碎成細小的顆粒、增加物質的濃度等，因此加速鹵塊在KMnO₄溶液中溶解的措施有：將鹵塊粉碎或加熱等，
故答案為：將鹵塊粉碎或加熱等；
（4）金屬氧化物MgO能與酸反應產生鹽和水．所以加入MgO的作用是調節(jié)溶液的pH，使雜質Fe³⁺形成沉淀完全除去．根據示意圖可知濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃，
故答案為：調節(jié)溶液的pH，使Fe³⁺沉淀完全；BaSO₄和Fe（OH）₃；
（5）利用NaCl、Mg（ClO₃）₂的溶解度與溫度的關系將溶液蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結晶，最后過濾、洗滌，就得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O，
故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結晶；
（6）①氯酸根離子具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為正三價，離子方程式為ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，故答案為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②根據化學方程式：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溶液滴定至終點過程可以得出剩余的亞鐵離子的物質的量為：0.100mol•L^-1×0.015L×6=0.009mol，和氯酸根離子反應的亞鐵離子的物質的量為：20×10^-3L×1.000mol•L^-1-0.009mol=0.011mol，氯酸根離子的物質的量為$\frac{1}{6}$×0.011mol，產品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質量分數：（$\frac{1}{2}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.31%，
故答案為：78.31%．

點評 本題考查實驗制備方案，涉及對操作的分析評價、物質的分離提純、離子方程式書寫、物質含量測定、氧化還原反應滴定等，是對學生綜合能力的考查，難度中等．