Question

2．氯酸鎂常用作催熟劑、除草劑等，實驗室制備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．
（1）過濾所需要的主要玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯．
（2）加MgO后過濾所得濾渣的主要成分的化學式為Fe（OH）₃．
（3）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)結晶；②趁熱過濾；洗滌；③將濾液冷卻結晶；④過濾、洗滌．
（4）產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O含量的測定：（已知Mg（ClO₃）₂•6H₂O的摩爾質量為299g/mol）
步驟1：準確稱量3.50g產(chǎn)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0.100mol/L K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺至終點．反應的方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
步驟4：將步驟2、3重復兩次，平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL．
①寫出步驟2中發(fā)生反應的離子方程式ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質量分數(shù)為78.3%．（保留到小數(shù)點后一位）

Answer 1

分析 鹵塊的成分有MgCl₂•6H₂O、MgSO₄、FeCl₂，加入高錳酸鉀之后，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(diào)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，濾渣有BaSO₄和Fe（OH）₃，根據(jù)溶解度曲線可知，混合溶液中NaCl溶解度最小，再加入NaClO₃飽和溶液得到NaCl沉淀與Mg（ClO₃）₂溶液，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結晶、洗滌、干燥得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O．
（1）過濾實驗用到的儀器：漏斗、玻璃棒、燒杯、濾紙、鐵架臺等；
（2）加入MgO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，使雜質Fe³⁺形成沉淀完全除去；
（3）向濾液中加入NaClO₃飽和溶液后，發(fā)生反應MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl，然后利用NaCl、Mg（ClO₃）₂的溶解度與溫度的關系，將溶液蒸發(fā)結晶、趁熱過濾、洗滌，得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O；
（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；
②根據(jù)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(jù)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）加入MgO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH=4，可以促進鐵離子的水解，使雜質Fe³⁺形成沉淀完全除去，所以加MgO后過濾所得濾渣的主要成分的化學式為Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃；
（3）向濾液中加入NaClO₃飽和溶液后，發(fā)生反應：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，然后利用NaCl、Mg（ClO₃）₂的溶解度與溫度的關系將溶液蒸發(fā)結晶、趁熱過濾、洗滌，就得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O，
故答案為：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；趁熱過濾；
（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，化學方程式為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，
故答案為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②根據(jù)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(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質量分數(shù)：（$\frac{1}{2}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.3%．
故答案為：78.3%．

點評 本題考查對常見金屬元素及其化合物主要性質的掌握，以及對離子反應實質的認識；同時考查應用基礎知識解決簡單化學問題的能力以及對圖表的觀察、分析能力，物質溶解度概念的應用，晶體析出的方法，雜質離子的除雜原則和試劑選擇，題目難度中等．