Question

19．氯酸镁[Mg（ClO₃）₂]常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备少量Mg（ClO₃）₂•6H₂O的流程如图1：
已知：
①卤块主要成分为MgCl₂•6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等杂质．
②四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图2所示．回答下列问题：
（1）过滤时主要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
（2）加入BaCl₂的目的是除去杂质离子，检验已沉淀完全的方法是静置，取上层清液适量于试管中，加入BaCl₂溶液，若无白色沉淀生成，则SO₄^2-沉淀完全
（3）加入H₂O₂溶液的作用是：使Fe²⁺氧化；加入MgO的作用是调节溶液的pH，使Fe³⁺沉淀完全
（4）滤渣的主要成分为BaSO₄和Fe（OH）₃．
（5）向滤液中加入NaClO₃饱和溶液后，发生反应的化学方程式为：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂↓+2NaCl，再进一步制取Mg（ClO₃）₂•6H₂O的实验步骤依次为①蒸发浓缩；②趁热过滤；③冷却结晶；④过滤、洗涤、干燥．
（6）产品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O含量的测定：
步骤1：准确称量3.50g产品配成100mL溶液．
步骤2：取10.00mL于锥形瓶中，加入10.00mL稀硫酸和20.00mL 1.000mol•L^-1的FeSO₄溶液，微热．
步骤3：冷却至室温，用0．l000mol•L^-1K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺至终点，此过程中反应的离子方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
步骤4：将步骤2、3重复两次，计算得平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL．
①写出步骤2中发生反应的离子方程式（还原产物为Cl^-）ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O
②产品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的质量分数为【Mg（ClO₃）₂•6H₂O的相对分子质量为299，列出表达式即可）】（$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{6}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.3%．

Answer 1

分析 卤块主要成分为MgCl₂.6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等杂质，加入氧化剂过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀，加入氧化镁，调节溶液的pH为4，此时铁离子形成了沉淀氢氧化铁，加入NaClO₃饱和溶液发生反应为：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓过滤，得到Mg（ClO₃）₂溶液中，根据物质的溶解度大小，溶液获得晶体的方法：蒸发结晶、过滤、冷却结晶制取Mg（ClO₃）₂•6H₂O，
（1）过滤操用到的仪器有铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒等；其中属于玻璃仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒；
（2）根据钡离子可以和硫酸根离子之间反应生成白色不溶于硝酸的白色沉淀来检验已沉淀完全；
（3）温度、固体颗粒大小、物质的浓度等会影响反应速率；
（4）根据加氧化镁后可以调节pH值，使溶液的pH为4，可以沉淀的离子来判断滤渣的主要成分；
（5）根据物质的溶解度大小，溶液获得晶体的方法：蒸发浓缩，趁热过滤，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（6）①氯酸根离子具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为正三价；
②根据化学反应ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O以及Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，可以得出：ClO₃^-～6Fe²⁺，Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺，根据各个质物之间的关系式可计算百分含量．

解答 解：（1）过滤的原理：过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分离开来的一种混合物分离的方法，过滤时需要制作过滤器的漏斗、滤纸、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯等，所以需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，
故答案为：烧杯、玻璃棒、漏斗；
（2）检验硫酸根离子是否除净的方法：静置，取上层清液加入BaCl₂，若无白色沉淀，则SO₄^2-沉淀完全，
故答案为：静置，取上层清液加入BaCl₂，若无白色沉淀，则SO₄^2-沉淀完全；
（3）加入H₂O₂溶液的作用是使Fe²⁺氧化，加入氧化镁，调节溶液的pH为4，此时铁离子形成了沉淀氢氧化铁，
故答案为：使Fe²⁺氧化；调节溶液的pH，使Fe³⁺沉淀完全；
（4）加入氧化镁，调节溶液的pH为4，此时铁离子形成了沉淀氢氧化铁，钡离子已经和硫酸根离子之间反应生成了硫酸钡沉淀，
故答案为：BaSO₄和Fe（OH）₃；
（5）根据物质的溶解度大小，溶液获得晶体的方法：蒸发浓缩，趁热过滤，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（6）①氯酸根离子具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为正三价，化学方程式为：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，
故答案为：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②根据化学方程式：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溶液滴定至终点过程可以得出剩余的亚铁离子的物质的量为：0.100mol•L^-1×0.015L×6=0.009mol，和氯酸根离子反应的亚铁离子的物质的量为：20×10^-3L×1.000mol•L^-1-0.009mol=0.011mol，氯酸根离子的物质的量为：$\frac{1}{6}$×0.011mol，产品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的质量分数：（$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{6}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.3%，
故答案为：（$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{6}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.3%．

点评 本题考查对常见金属元素及其化合物主要性质的掌握，以及对离子反应实质的认识；同时考查应用基础知识解决简单化学问题的能力以及对图表的观察、分析能力，杂质离子的除杂原则和试剂选择，物质溶解度概念的应用，晶体析出的方法，是对学生综合能力的考查，题目难度中等．