题目内容
5．氯酸镁[Mg（ClO3）2]常用作催熟剂、除草剂等，实验室用卤块（主要成分为MgCl2•6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质）制备Mg（ClO3）2•6H2O．其流程如下：
已知：几种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图所示．
（1）上述流程中“氧化”过程的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（2）加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为BaSO4和Fe（OH）3．
（3）加入NaClO3饱和溶液所发生的反应的化学方程式为MgCl2+2NaClO3=Mg（ClO3）2+2NaCl↓．
（4）从反应后的混合物中获得Mg（ClO3）2•6H2O的实验步骤为蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤．其中过滤所需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．
（5）产品中Mg（ClO3）2•6H2O含量的测定方法如下：
步骤1：准确称量a g产品溶解定容成100mL溶液．
步骤2：取10mL上述溶液于锥形瓶中，加入10mL稀硫酸和15.00mL 1.000mol/L的FeSO4溶液，微热．
步骤3：冷却后，用0.100mol/LK2Cr2O7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步骤2中发生反应的离子方程式为6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O．
②步骤3中滴定前未用标准液润洗滴定管，会导致结果偏小（填“偏大”或“偏小”）．
③a g产品中所含Mg（ClO3）2•6H2O的物质的量为5×10-4mol．
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）上述流程中“氧化”过程为过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子；
（2）金属氧化物MgO能与酸反应产生盐和水，所以加入MgO的作用是调节溶液的pH，使杂质Fe3+形成沉淀完全除去．根据示意图可知滤渣的主要成分为BaSO4和Fe（OH）3；
（3）向滤液中加入NaClO3饱和溶液后，发生复分解反应生成Mg（ClO3）2、NaCl；
（4）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；
（5）①步骤2中，酸性条件下，ClO3-将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Cl-，同时生成H2O，配平书写离子方程式；
②步骤3中若滴定前不用标准液润洗滴定管，会稀释K2Cr2O7溶液，使消耗K2Cr2O7溶液体积偏大，应用亚铁离子物质的量一定，故测定ClO3-的物质的量偏小；
③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+，计算与K2Cr2O7反应的Fe2+离子，再计算与ClO3-反应的Fe2+离子，根据方程式计算ClO3-的物质的量，可得Mg（ClO3）2•6H2O的物质的量．
解答 解：（1）上述流程中“氧化”过程为过氧化氢氧化亚铁离子，H2O2与Fe2+在酸性条件下反应生成铁离子和水，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（2）金属氧化物MgO能与酸反应产生盐和水．所以加入MgO的作用是调节溶液的pH，使杂质Fe3+形成沉淀完全除去．根据示意图可知滤渣的主要成分为BaSO4和Fe（OH）3，
故答案为：BaSO4和Fe（OH）3；
（3）加入NaClO3饱和溶液发生复分解反应，生成氯酸镁和氯化钠沉淀，反应的方程式为：MgCl2+2NaClO3═Mg（ClO3）2+2NaCl↓，
故答案为：MgCl2+2NaClO3=Mg（ClO3）2+2NaCl↓；
（4）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：漏斗、玻璃棒；
（5）①该反应中Fe元素化合价由+2价变为+3价、Cl元素化合价由+5价变为-1价，其转移电子总数是6，所以Fe2+的计量数是6、ClO3-的计量数是1，根据电荷守恒知，H+的计量数是6，根据H原子守恒知，H2O的计量数是3，所以步骤2中发生反应的离子方程式：ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O，
故答案为：ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；
②步骤3中若滴定前不用标准液润洗滴定管，会稀释K2Cr2O7溶液，使消耗K2Cr2O7溶液体积偏大，应用亚铁离子物质的量一定，故测定ClO3-的物质的量偏小，则导致最终结果偏小，
故答案为：偏小；
③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+，Fe2+离子物质的量为0.015L×1.00mol/L=0.015mol，K2Cr2O7的物质的量为0.015L×0.100mol/L=0.0015mol，故与K2Cr2O7反应的Fe2+离子为0.0015mol×6=0.009mol，则与ClO3-反应的Fe2+离子为0.015mol-0.009mol=0.006mol，则ClO3-是物质的量为0.006mol×$\frac{1}{6}$=0.001mol，故Mg（ClO3）2•6H2O的物质的量：5×10-4mol，
故答案为：5×10-4mol．
点评 本题考查实验制备方案，涉及对操作的分析评价、物质的分离提纯、离子方程式书写、物质含量测定、氧化还原反应滴定等，是对学生综合能力的考查，题目难度中等．
=BaSO4↓
=CaCO3↓＋CO
＋2H2O
pH值控制可参考下列数据
| 物 质 | 开始沉淀时的pH值 | 完全沉淀时的pH值 |
| 氢氧化铁 | 2.7 | 3.7 |
| 氢氧化亚铁 | 7.6 | 9.6 |
| 氢氧化铜 | 5.2 | 6.4 |
（1）A物质可选用b（填字母）．
a．稀H2SO4b．浓H2SO4/△c．浓FeCl3溶液 d．浓HNO3
（2）Ⅰ中加H2O2的目的将Fe2+氧化为Fe3+．
（3）Ⅱ中加Cu2（OH）2CO3的目的是中和过量的硫酸，调节溶液的pH，使Fe3+水解完全而沉淀；其优点是不引入新的杂质．
（4）Ⅲ加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为Fe3++3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）3↓+3H+．
（5）V中加H2SO4调节pH=1是为了抑制Cu2+的水解．
（6）V到Ⅵ的操作是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤
（7）某工程师认为上述流程中所加的A物质并不理想，需作改进，其理由是会产生SO2，会对污染环境，硫酸的利用率低．如何改进可以向稀硫酸中不断通氧气（或者加H2O2）并加热．
