Question

5．氯酸鎂[Mg（ClO₃）₂]常用作催熟劑、除草劑等，實驗室用鹵塊（主要成分為MgCl₂•6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等雜質）制備Mg（ClO₃）₂•6H₂O．其流程如下：

已知：幾種化合物的溶解度（S）隨溫度（T）變化曲線如圖所示．

（1）上述流程中“氧化”過程的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（2）加MgO后過濾所得濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃．
（3）加入NaClO₃飽和溶液所發(fā)生的反應的化學方程式為MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓．
（4）從反應后的混合物中獲得Mg（ClO₃）₂•6H₂O的實驗步驟為蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結晶、過濾、洗滌．其中過濾所需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒．
（5）產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O含量的測定方法如下：
步驟1：準確稱量a g產(chǎn)品溶解定容成100mL溶液．
步驟2：取10mL上述溶液于錐形瓶中，加入10mL稀硫酸和15.00mL 1.000mol/L的FeSO₄溶液，微熱．
步驟3：冷卻后，用0.100mol/LK₂Cr₂O₇溶液滴定至終點．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，平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL．
①步驟2中發(fā)生反應的離子方程式為6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
②步驟3中滴定前未用標準液潤洗滴定管，會導致結果偏�。ㄌ睢捌�大”或“偏小”）．
③a g產(chǎn)品中所含Mg（ClO₃）₂•6H₂O的物質的量為5×10^-4mol．

Answer 1

分析 鹵塊主要成分為MgCl₂.6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等雜質，加入氧化劑過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氯化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀，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，加入NaClO₃飽和溶液發(fā)生反應為：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓過濾，得到Mg（ClO₃）₂溶液中，根據(jù)物質的溶解度大小，溶液獲得晶體的方法：蒸發(fā)結晶、過濾、冷卻結晶制取Mg（ClO₃）₂•6H₂O．
（1）上述流程中“氧化”過程為過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子；
（2）金屬氧化物MgO能與酸反應產(chǎn)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(jù)示意圖可知濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃；
（3）向濾液中加入NaClO₃飽和溶液后，發(fā)生復分解反應生成Mg（ClO₃）₂、NaCl；
（4）過濾操用到的儀器有鐵架臺、漏斗、燒杯、玻璃棒等；其中屬于玻璃儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒；
（5）①步驟2中，酸性條件下，ClO₃^-將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，自身被還原為Cl^-，同時生成H₂O，配平書寫離子方程式；
②步驟3中若滴定前不用標準液潤洗滴定管，會稀釋K₂Cr₂O₇溶液，使消耗K₂Cr₂O₇溶液體積偏大，應用亞鐵離子物質的量一定，故測定ClO₃^-的物質的量偏��；
③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⁺，計算與K₂Cr₂O₇反應的Fe²⁺離子，再計算與ClO₃^-反應的Fe²⁺離子，根據(jù)方程式計算ClO₃^-的物質的量，可得Mg（ClO₃）₂•6H₂O的物質的量．

解答 解：（1）上述流程中“氧化”過程為過氧化氫氧化亞鐵離子，H₂O₂與Fe²⁺在酸性條件下反應生成鐵離子和水，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）金屬氧化物MgO能與酸反應產(chǎn)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(jù)示意圖可知濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃，
故答案為：BaSO₄和Fe（OH）₃；
（3）加入NaClO₃飽和溶液發(fā)生復分解反應，生成氯酸鎂和氯化鈉沉淀，反應的方程式為：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，
故答案為：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；
（4）過濾的原理：過濾是把不溶于液體的固體物質跟液體分離開來的一種混合物分離的方法，過濾時需要制作過濾器的漏斗、濾紙、固定儀器的鐵架臺、引流用的玻璃棒、承接濾液的燒杯等，所以需要使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗，
故答案為：漏斗、玻璃棒；
（5）①該反應中Fe元素化合價由+2價變?yōu)?3價、Cl元素化合價由+5價變?yōu)?1價，其轉移電子總數(shù)是6，所以Fe²⁺的計量數(shù)是6、ClO₃^-的計量數(shù)是1，根據(jù)電荷守恒知，H⁺的計量數(shù)是6，根據(jù)H原子守恒知，H₂O的計量數(shù)是3，所以步驟2中發(fā)生反應的離子方程式：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，
故答案為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②步驟3中若滴定前不用標準液潤洗滴定管，會稀釋K₂Cr₂O₇溶液，使消耗K₂Cr₂O₇溶液體積偏大，應用亞鐵離子物質的量一定，故測定ClO₃^-的物質的量偏小，則導致最終結果偏小，
故答案為：偏�。�
③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⁺，F(xiàn)e²⁺離子物質的量為0.015L×1.00mol/L=0.015mol，K₂Cr₂O₇的物質的量為0.015L×0.100mol/L=0.0015mol，故與K₂Cr₂O₇反應的Fe²⁺離子為0.0015mol×6=0.009mol，則與ClO₃^-反應的Fe²⁺離子為0.015mol-0.009mol=0.006mol，則ClO₃^-是物質的量為0.006mol×$\frac{1}{6}$=0.001mol，故Mg（ClO₃）₂•6H₂O的物質的量：5×10^-4mol，
故答案為：5×10^-4mol．

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，題目難度中等．