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(zhì)）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(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓．
（4）從反應(yīng)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(jié)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(zhǔn)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(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步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
②步驟3中滴定前未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管，會導(dǎo)致結(jié)果偏�。ㄌ睢捌�大”或“偏小”）．
③a g產(chǎn)品中所含Mg（ClO₃）₂•6H₂O的物質(zhì)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(zhì)，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(diào)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(yīng)為：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓過濾，得到Mg（ClO₃）₂溶液中，根據(jù)物質(zhì)的溶解度大小，溶液獲得晶體的方法：蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、冷卻結(jié)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(yīng)產(chǎn)生鹽和水，所以加入MgO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，使雜質(zhì)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(fù)分解反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管，會稀釋K₂Cr₂O₇溶液，使消耗K₂Cr₂O₇溶液體積偏大，應(yīng)用亞鐵離子物質(zhì)的量一定，故測定ClO₃^-的物質(zhì)的量偏小；
③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⁺，計算與K₂Cr₂O₇反應(yīng)的Fe²⁺離子，再計算與ClO₃^-反應(yīng)的Fe²⁺離子，根據(jù)方程式計算ClO₃^-的物質(zhì)的量，可得Mg（ClO₃）₂•6H₂O的物質(zhì)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(yīng)生成鐵離子和水，反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生鹽和水．所以加入MgO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，使雜質(zhì)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(fù)分解反應(yīng)，生成氯酸鎂和氯化鈉沉淀，反應(yīng)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(zhì)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(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管，會稀釋K₂Cr₂O₇溶液，使消耗K₂Cr₂O₇溶液體積偏大，應(yīng)用亞鐵離子物質(zhì)的量一定，故測定ClO₃^-的物質(zhì)的量偏小，則導(dǎo)致最終結(jié)果偏小，
故答案為：偏�。�
③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⁺，F(xiàn)e²⁺離子物質(zhì)的量為0.015L×1.00mol/L=0.015mol，K₂Cr₂O₇的物質(zhì)的量為0.015L×0.100mol/L=0.0015mol，故與K₂Cr₂O₇反應(yīng)的Fe²⁺離子為0.0015mol×6=0.009mol，則與ClO₃^-反應(yīng)的Fe²⁺離子為0.015mol-0.009mol=0.006mol，則ClO₃^-是物質(zhì)的量為0.006mol×$\frac{1}{6}$=0.001mol，故Mg（ClO₃）₂•6H₂O的物質(zhì)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(zhì)的分離提純、離子方程式書寫、物質(zhì)含量測定、氧化還原反應(yīng)滴定等，是對學(xué)生綜合能力的考查，題目難度中等．