题目内容
5.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)过滤所需要的主要玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯.
(2)加入BaCl2的目的是除去SO42-,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蒸发结晶;②趁热过滤;③冷却结晶;④过滤、洗涤.
(4)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0.100mol•L-1 K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+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78.3%.
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)过滤实验用到的仪器:漏斗、玻璃棒、烧杯、滤纸、铁架台等;
(2)溶液里含有硫酸根离子需要除去,因此滴加过量的氯化钡溶液,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;
(3)加入NaClO3饱和溶液会发生如下反应:MgCl2+NaClO3→Mg(ClO3)2+NaCl↓(未配平),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;
(4)①步骤2中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)过滤实验用到的仪器:漏斗、玻璃棒、烧杯、滤纸、铁架台等,其中玻璃仪器有:漏斗、玻璃棒、烧杯,故答案为:漏斗、玻璃棒、烧杯;
(2)滴加BaCl2溶液后,会将溶液里的杂质离子SO42-沉淀,因此滴加的目的就是除杂,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反应生成了硫酸钡沉淀,故答案为:除去SO42-;BaSO4和Fe(OH)3;
(3)加入NaClO3饱和溶液会发生如下反应:MgCl2+2NaClO3═Mg(ClO3)2+2NaCl↓,根据物质的溶解度大小,溶液获得晶体的方法:MgCl2+2NaClO3═Mg(ClO3)2+2NaCl↓;蒸发浓缩,趁热过滤,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,
故答案为:MgCl2+2NaClO3═Mg(ClO3)2+2NaCl↓;蒸趁热过滤;冷却结晶;
(4)①氯酸根离子具有氧化性,可以将亚铁离子氧化为正三价,离子方程式为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:($\frac{1}{2}$×0.011×299g/mol)×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.3%,故答案为: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,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.
| 纯净物 | 混合物 | 强电解质 | 弱电解质 | 非电解质 | |
| A | 水玻璃 | 盐酸 | 硫酸 | 次氯酸 | 干冰 |
| B | 冰 | 氨水 | 碳酸钙 | 水 | 氨气 |
| C | 氯水 | 漂白粉 | 苛性钠 | 碳酸 | 氯化银 |
| D | 苏打 | 赤铁矿 | 氯化钡 | 氢硫酸 | 氯气 |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
| A. | 化学反应过程中既有物质变化又有能量变化,能量的释放或吸收以物质变化为基础 | |
| B. | 研究化学反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的重要内容 | |
| C. | 电解质在水溶液中的反应反应速率很高,是因为这类反应不需要活化能来引发 | |
| D. | 大力发展火电以满足工业发展对电力的需求,符合节能减排的要求 |