Question

11．氯酸镁[Mg（ClO₃）₂]常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备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几种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图2．
（1）加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为BaSO₄和Fe（OH）₃．
（2）加入BaCl₂的目的是除去SO₄^2-，如何检验SO₄^2-已沉淀完全？静置，取上层清液加入BaCl₂，若无白色沉淀，则SO₄^2-沉淀完全．
（3）加入NaClO₃饱和溶液会发生如下反应：
MgCl₂+2NaClO₃→Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，
请利用该反应，结合如图2，制取Mg（ClO₃）₂•6H₂O的实验步骤依次为：
①取样，加入NaClO₃饱和溶液充分反应，②蒸发结晶；③趁热过滤；④冷却结晶；⑤过滤、洗涤．
（4）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．
产品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O（其相对分子质量为299）含量的测定：
步骤1：准确称量3.50g产品溶解定容成100mL溶液．
步骤2：取10mL于锥形瓶中，加入10mL稀硫酸和20mL1.000mol/L的FeSO₄溶液，微热．
步骤3：冷却至室温，用0.100mol/LK₂Cr₂O₇溶液滴定至终点．此过程中反应的离子方程式为：
Cr₂O₇^2-+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．
（5）写出步骤2中发生的离子方程式ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
（6）上述产品测定中需要检查是否漏液的仪器有容量瓶、滴定管．
步骤3中若滴定前不用标准液润洗滴定管，会导致最终结果偏小．（填“大”或“小”）．
（7）产品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的质量分数为78.31%．（计算结果保留两位小数）

Answer 1

分析 制备Mg（ClO₃）₂•6H₂O的流程卤块：的成分有MgCl₂•6H₂O、MgSO₄、FeCl₂，加入H₂O₂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，滤渣有BaSO₄和Fe（OH）₃，根据溶解度曲线可知，混合溶液中NaCl溶解度最小，再加入NaClO₃饱和溶液得到NaCl沉淀与Mg（ClO₃）₂溶液，经过蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O，据此分析．

解答 解：（1）加入MgO的作用是调节溶液的pH=4，可以促进铁离子的水解，使杂质Fe³⁺形成沉淀完全除去，所以加MgO后得到沉淀Fe（OH）₃，之前加的氯化钡将硫酸根离子沉淀，过滤的滤渣为BaSO₄和Fe（OH）₃；
故答案为：BaSO₄和Fe（OH）₃；
（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SO₄^2-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SO₄^2-沉淀完全；
（3）利用NaCl、Mg（ClO₃）₂的溶解度与温度的关系将溶液蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶，最后过滤、洗涤，就得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O；
故答案为：趁热过滤；冷却结晶；
（4）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；
（5）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；
（6）带有旋塞、活塞等部件的仪器容量瓶、滴定管使用之前必须查漏，并且滴定前要用标准液润洗滴定管，否则会将标准液稀释，实验计算的剩余亚铁离子的物质的量结果会偏高，则反应掉的会偏小，Mg（ClO₃）₂•6H₂O的含量测定结果偏小；
故答案为：容量瓶、滴定管；小；
（7）根据化学方程式：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O以及Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，可以得出：ClO₃^-～6Fe²⁺，Cr₂O₇^2-～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%=78.31%；
故答案为：78.31%．

点评 本题考查物质的制备，涉及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．