Question

某光卤石（KCl·MgCl₂·6H₂O）样品中含有不跟NaOH溶液及盐酸反应的杂质。某校化学课外活动研究小组现欲测定此样品中含KCl·MgCl₂·6H₂O的质量分数，经讨论有多种实验方案。

请根据提供的实验试剂和仪器（所需的仪器任选），选择精确度较高的实验方案，简要写出第二步以后的实验步骤和实验结果。

一、可选用的实验试剂：

（1）a mol·L^－1的NaOH溶液

（2）b mol·L^－1的Na₂CO₃溶液

（3）c mol·L^－1的HCl溶液

（4）d mol·L^－1的AgNO₃溶液

（5）酚酞试液

（6）紫色石蕊试液

二、实验步骤：

第一步：称取m g样品，放入250 mL烧杯中，加适量水溶解；

第二步：……

三、计算样品中KCl·MgCl₂·6H₂O的质量分数表达式______________________。

Answer 1

解析：本题以光卤石样品中KCl·MgCl₂·6H₂O的质量分数测定为题设情景，通过设置的多重性实验途径和具体细节，考查学生思维广阔性、周密性、深刻性及批判性。本题为一开放性实验题。

解题思路：

（1）由条件找关系：

可能的离子反应：

Mg^2＋＋2OH^－====Mg（OH）₂↓  Mg^2＋＋====MgCO₃↓

Ag^＋＋Cl^－====AgCl↓与KCl·MgCl₂·6H₂O可能构成的关系式有：

2OH^－→Mg^2＋→Mg（OH）₂↓    KCl·MgCl₂·6H₂O

→Mg^2＋→MgCO₃↓    KCl·MgCl₂·6H₂O

Ag^＋→Cl^－→AgCl↓    1/3KCl·MgCl₂·6H₂O

由上述关系可见，求KCl·MgCl₂·6H₂O的量，可从所加试剂的量入手，也可用生成沉淀的质量进行计算来求得。

（2）由难易定最佳：

测定沉淀的质量：需要经过过滤、洗涤、烘干，步骤多，误差较大；

测定所加试剂的量：可通过滴定法，精确度较高，操作较简便。

（3）看细节图周密：

①为了使沉淀完全，沉淀剂必须过量；过量的试剂必须准确测出，涉及的实验步骤要尽可能少。

②中和滴定中指示剂的选择也很关键。仅仅从中和反应本身来讲，甲基橙、酚酞皆可用，但在此实验中影响到实验操作的难易。如选甲基橙作滴定过量碱的指求剂，就必须对生成的Mg（OH）₂沉淀进行过滤、洗涤且将洗涤液合并后，再进行滴定；如选酚酞试液作指示剂，Mg（OH）₂沉淀就无需过滤，因为酚酞变色范围在pH＝8～10之间，滴定到终点时，Mg（OH）₂的沉淀不会溶解。

答案：第二步：加入A mL a mol·L^－1的NaOH溶液（过量）充分反应，过滤并洗涤沉淀；

第三步：将溶液和洗涤液全部注入锥形瓶中，滴加酚酞指示剂2～3滴；

第四步：用c mol·L^－1的HCl溶液滴定至由浅红色变为无色，消耗HCl溶液b mL。

×100%