题目内容

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)制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:

已知:几种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示。

(1)过滤时主要玻璃仪器有                              。加入BaCl2的目的是除去杂质离子,检验已沉淀完全的方法是:                                                     
(3)“调节pH=4”可选用的试剂是      (填编号)
①MgO       ②CuO     ③稀NaOH溶液
④Mg        ⑤稀硫酸   ⑥MgCO3
(4)反应II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       ;②趁热过滤;③       ;④过滤、洗涤、干燥。
(5)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定:
步骤1:准确称量m g产品配成100 mL溶液。
步骤2:取10 mL溶液于锥形瓶中,加入10 mL稀硫酸和20 mL 1.000 mol·L-1的FeSO4溶液,微热。
步骤3:冷却至室温,用0.100 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定未被氧化的Fe2。记录消耗K2Cr2O7溶液的体积。
①步骤2中发生反应的离子方程式为:                                     
②若配制K2Cr2O7标准溶液时未洗涤烧杯,则产品中Mg(ClO3)2·6H2O的含量会            。(填“偏高”、“偏低” 或“不变”)。


(1)漏斗、玻璃棒、烧杯    
(2)静置,取上层清液加入BaCl2,若无白色沉淀,则SO42沉淀完全
(3)①③⑥
(4)蒸发浓缩   冷却结晶
(5)①ClO3+6Fe2+6H=6Fe3+Cl+3H2O ②偏低

解析试题分析:(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。(2)根据Ba2+可以和SO42-离子之间反应生成白色不溶于硝酸的白色BaSO4沉淀,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。
(3)反应I中H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,由于Fe3+→Fe(OH)3↓的pH≈3,所以调节pH=4的目的是使Fe3+→Fe(OH)3↓而除去;为了不引入新的杂质应选MgO或MgCO3,此外,由于Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Mg(OH)2],NaCl可通过降温结晶法与Mg(ClO3)2分离,所以选则NaOH亦可。
(4)根据题给图像可知:Mg(ClO3)2溶解度随温度变化较大,溶液获得晶体的方法可采用蒸发结晶、过滤、冷却结晶。(5)①ClO3-离子具有氧化性,可以将Fe2+氧化为Fe3+,根据氧化还原反应配平即可。②根据ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O、Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,可以得出:ClO3-~6Fe2+,Cr2O72-~6Fe2+,若配制K2Cr2O7标准溶液时未洗涤烧杯,则K2Cr2O7浓度偏低,剩余Fe2+含量偏高,由于铁的总量一定,所以则产品中 Mg(ClO3)2的含量会偏低。
考点: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.。

练习册系列答案
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草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。
(1)为证明浓度对反应速率的影响,曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验:取两支试管,各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液,分别向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL,记录溶液褪色所需时间。
实验中发生反应的离子方程式为:     
预期现象是:
①溶液的颜色由     色变为     色,
②其中加入     mol·L-1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。
然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂,且褪色先缓慢,后逐渐加快;最大的问题是草酸浓度大,反应速率却更慢。
本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响?适宜的条件是怎样的?某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分:
表1 试验安排及结果

实验
编号
 
A(KMnO4溶液浓度/mol·L-1
 
B(草酸溶液浓度/mol·L-1
 
C(硫酸溶液浓度/mol·L-1
 
褪色时间/s
 
1
 
3
 
3
 
1
 
336
 
2
 
1
 
2
 
3
 
82
 
3
 
3
 
1
 
3
 
76
 
4
 
1
 
3
 
2
 
133
 
5
 
2
 
3
 
3
 
102
 
6
 
3
 
2
 
2
 
156
 
7
 
2
 
2
 
1
 
300
 
8
 
2
 
1
 
2
 
115
 
9
 
1
 
1
 
1
 
200
 
 
应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析,结果如下表
表2 各因素水平的数据处理结果
 
 
A(KMnO4溶液)
 
B(草酸溶液)
 
C(硫酸溶液)
 
浓度/mol·L-1
 
0.005
 
0.010
 
0.015
 
0.1
 
0.5
 
0.9
 
6
 
12
 
18
 
平均褪色时间/s
 
138.3
 
172.3
 
189.3
 
130.3
 
179.3
 
190.3
 
278.7
 
134.7
 
86.7
 
 
(2)由表2可知,三因素中,     的浓度(选填“A、B或C”,下空同)对反应速率影响显著,而     的浓度对反应速率的影响不显著。
(3)由表2可知,当高锰酸钾浓度为     mol·L-1、草酸浓度为     mol·L-1时,反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。
根据以上实验结果,该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的,测得如下实验结果:
表3 不同硫酸浓度下的褪色时间
c(H2SO4)/mol·L-1
 
18
 
16
 
14
 
12
 
10
 
8
 
6
 
褪色时间/s
 
67
 
83
 
90
 
103
 
129
 
146
 
200
 
 
(4)根据课堂实验的合适时间,可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液,即此时硫酸的浓度为     mol·L-1     mol·L-1,这也有利于观察这两个反应速率的差异。
结论:草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应,可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。

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