题目内容
2.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.
(1)“调节pH=4”可选用的试剂是①③④(填编号).
①MgO ②CuO ③MgCO3 ④Mg
(2)加入BaCl2的目的是除去杂质离子,检验杂质离子已沉淀完全的方法是静置,取上层清液加入BaCl2,若无白色沉淀,则SO42-沉淀完全.
(3)“滤渣”的主要成分为BaSO4和Fe(OH)3.
(4)加入NaClO3饱和溶液发生反应为: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、结晶;②趁热过滤;③冷却结晶;④过滤、洗涤、干燥.
(5)将产品先用水洗涤,再用无水乙醇清洗.无水乙醇的作用是减少产品的损耗,使产品快速干燥.
(6)产品中Mg(ClO3)2•6H2O含量的测定:
步骤1:准确称量3.00g产品配成100mL溶液.
步骤2:取10mL于锥形瓶中,加入10mL稀硫酸和20mL 1.000mol•L-1的FeSO4溶液,微热.
步骤3:冷却至室温,用0.100mol•L-1 K2Cr2O7溶液滴定至终点,此过程中反应的离子方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O.
步骤4:将步骤2、3重复两次,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:ClO3-+6Fe2++6H+═6Fe3++Cl-+3H2O.
②产品中Mg(ClO3)2•6H2O的质量分数为91.4%.
分析 卤块的成分有MgCl2•6H2O、MgSO4、FeCl2,加入双氧水之后,亚铁离子可以被氧化为三价铁离子,再向混合物中加入氯化钡溶液,可以将硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀,加入氧化镁,调节pH=4,可以促进铁离子的水解,将铁离子转化为氢氧化铁而除去,过滤,得到的滤液是氯化镁,可以根据溶解度受温度的影响情况来获得要制取的物质,
(1)“调节pH=4”可选用的试剂是和酸反应提高溶液PH使铁离子沉淀且不能引入新的杂质;
(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)根据加氧化镁后溶液的pH为4,可以沉淀的离子来判断滤渣的主要成分;
(4)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;
(5)产品不溶于乙醇,乙醇易挥发分析;
(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Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,可以得出:ClO3-~6Fe2+,Cr2O72-~6Fe2+,根据各个质物之间的关系式可计算百分含量.
解答 解:卤块的成分有MgCl2•6H2O、MgSO4、FeCl2,加入双氧水之后,亚铁离子可以被氧化为三价铁离子,再向混合物中加入氯化钡溶液,可以将硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀,加入氧化镁,调节pH=4,可以促进铁离子的水解,将铁离子转化为氢氧化铁而除去,过滤,得到的滤液是氯化镁,可以根据溶解度受温度的影响情况来获得要制取的物质,
(1)“调节pH=4”可选用的试剂是和酸反应提高溶液PH使铁离子沉淀且不能引入新的杂质,
①MgO加入可以调节溶液PH且不引入新的杂质,故①正确;
②CuO溶解后提高溶液PH,但引入铜离子,故②错误;
③MgCO3 和酸反应能调节溶液PH且不引入新的杂质,故③正确;
④Mg和酸反应且不引入新的杂质,故④正确;
故答案为:①③④;
(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SO42-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SO42-沉淀完全;
(3)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只碱反应生成了硫酸钡沉淀,
故答案为:BaSO4和Fe(OH)3;
(4)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:趁热过滤;冷却结晶;
(5)产品不溶于乙醇,乙醇易挥发,将产品先用水洗涤,再用无水乙醇清洗.无水乙醇的作用是减少产品的损耗,使产品快速干燥,
故答案为:减少产品的损耗,使产品快速干燥;
(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,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Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,可以得出:ClO3-~6Fe2+,Cr2O72-~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:($\frac{1}{12}$×0.011×299g/mol)×10×$\frac{1}{3}$×100%=91.4%.
故答案为:91.4%.
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,物质溶解度概念的应用,晶体析出的方法,杂质离子的除杂原则和试剂选择,题目难度中等.
湿法 | 强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是:减少高铁酸钾的溶解损失.
②反应Ⅰ的离子方程式为Cl2+20H-=Cl-+ClO-+H2O.
③反应Ⅱ中氧化剂与还原剂之比为3:2.
④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38,反应Ⅱ后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5 mol/L,则需要调整pH=3时,开始生成Fe(OH)3(不考虑溶液体积的变化).
(2)由流程图可见,湿法制备高铁酸钾时,需先制得高铁酸钠,然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液,即可析出高铁酸钾.
①加入饱和KOH溶液的目的是:增大K+浓度,促进高铁酸钾晶体析出.
②由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠小(填“大”或“小”).
(3)请写出干法制备K2FeO4的化学反应方程式Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O.
已知:
①黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5;
②PCl3遇水会强烈水解生成 H3PO3和HC1;
③PCl3遇O2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3;
④PCl3、POCl3的熔沸点见下表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
PCl3 | -112 | 75.5 |
POCl3 | 2 | 105.3 |
(1)A装置中制氯气的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)B中所装试剂是吸收多余的氯气,防止空气中的H2O进入烧瓶和PCl3反应
(3)实验结束时,可以利用C中的试剂吸收多余的氯气,C中反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+2H2O;
(4)F中碱石灰的作用是吸收多余氯气防止污染空气,防止空气中的水蒸气进入烧瓶中与PCl3反应
(5)实验时,检査装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷.通干燥CO2的作用是排尽装置中的空气,防止白磷自燃.
(6)粗产品中常含有POCl3、PCl5等,加入黄磷加热除去PCl5后,通过蒸馏(填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3.
(7)通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数
①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250mL溶液;
②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00mL 0.1000mol/L碘水,充分反应;
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000mol/L的Na2S2O3溶液滴定;
④重复②、③操作平均消耗Na2S2O3溶液8.40mL.
已知:H3PO3+H2O+I2═H3PO4+2HI,I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6,假设测定过程中没有其他反应.根据上述数据,该产品中PC13的质量分数为79.75%.