Question

2．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(zhì)．
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）“調(diào)節(jié)pH=4”可選用的試劑是①③④（填編號）．
①MgO  ②CuO  ③MgCO₃  ④Mg
（2）加入BaCl₂的目的是除去雜質(zhì)離子，檢驗雜質(zhì)離子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）“濾渣”的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃．
（4）加入NaClO₃飽和溶液發(fā)生反應(yīng)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、結(jié)晶；②趁熱過濾；③冷卻結(jié)晶；④過濾、洗滌、干燥．
（5）將產(chǎn)品先用水洗滌，再用無水乙醇清洗．無水乙醇的作用是減少產(chǎn)品的損耗，使產(chǎn)品快速干燥．
（6）產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O含量的測定：
步驟1：準(zhǔn)確稱量3.00g產(chǎn)品配成100mL溶液．
步驟2：取10mL于錐形瓶中，加入10mL稀硫酸和20mL 1.000mol•L^-1的FeSO₄溶液，微熱．
步驟3：冷卻至室溫，用0.100mol•L^-1 K₂Cr₂O₇溶液滴定至終點，此過程中反應(yīng)的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
步驟4：將步驟2、3重復(fù)兩次，平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL．
①寫出步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
②產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91.4%．

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(zhuǎn)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(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去，過濾，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獲得要制取的物質(zhì)，
（1）“調(diào)節(jié)pH=4”可選用的試劑是和酸反應(yīng)提高溶液PH使鐵離子沉淀且不能引入新的雜質(zhì)；
（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檢驗已沉淀完全；
（3）根據(jù)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；
（4）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，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；
（5）產(chǎn)品不溶于乙醇，乙醇易揮發(fā)分析；
（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(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)各個質(zhì)物之間的關(guān)系式可計算百分含量．

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，可以促進鐵離子的水解，將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去，過濾，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獲得要制取的物質(zhì)，
（1）“調(diào)節(jié)pH=4”可選用的試劑是和酸反應(yīng)提高溶液PH使鐵離子沉淀且不能引入新的雜質(zhì)，
①MgO加入可以調(diào)節(jié)溶液PH且不引入新的雜質(zhì)，故①正確；
 ②CuO溶解后提高溶液PH，但引入銅離子，故②錯誤；  
③MgCO₃ 和酸反應(yīng)能調(diào)節(jié)溶液PH且不引入新的雜質(zhì)，故③正確；
 ④Mg和酸反應(yīng)且不引入新的雜質(zhì)，故④正確；
故答案為：①③④；
（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，
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）加入氧化鎂，調(diào)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(jīng)和硫酸根離子只堿反應(yīng)生成了硫酸鋇沉淀，
故答案為：BaSO₄和Fe（OH）₃；
（4）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，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，
故答案為：趁熱過濾；冷卻結(jié)晶；
（5）產(chǎn)品不溶于乙醇，乙醇易揮發(fā)，將產(chǎn)品先用水洗滌，再用無水乙醇清洗．無水乙醇的作用是減少產(chǎn)品的損耗，使產(chǎn)品快速干燥，
故答案為：減少產(chǎn)品的損耗，使產(chǎn)品快速干燥；
（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，化學(xué)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(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溶液滴定至終點過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)：（$\frac{1}{12}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3}$×100%=91.4%．
故答案為：91.4%．

點評 本題考查對常見金屬元素及其化合物主要性質(zhì)的掌握，以及對離子反應(yīng)實質(zhì)的認(rèn)識；同時考查應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決簡單化學(xué)問題的能力以及對圖表的觀察、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．