Question

17．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．回答下列问题：
（1）过滤时主要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯．
（2）加入BaCl₂的目的是除去杂质离子，检验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SO₄^2-沉淀完全．
（3）加速卤块在H₂O₂溶液中溶解的措施有：将卤块粉碎或加热等（写出一条即可）
（4）加入MgO的作用是调节溶液的pH，使Fe³⁺沉淀完全； 滤渣的主要成分为BaSO₄和Fe（OH）₃．
（5）向滤液中加入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蒸发浓缩；②趁热过滤；③冷却结晶；④过滤、洗涤、干燥．
（6）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．l000mol•L^-1K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺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，计算得平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL．
①请写出步骤2中发生反应的离子方程式（还原产物为Cl^-）ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
②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 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）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；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）温度、固体颗粒大小、物质的浓度等会影响反应速率；
（4）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；
（5）利用NaCl、Mg（ClO₃）₂的溶解度与温度的关系，将溶液蒸发浓缩结晶、趁热过滤、冷却结晶，最后过滤、洗涤，得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O；
（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Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，可以得出：ClO₃^-～6Fe²⁺，Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺，根据各个质物之间的关系式可计算百分含量．

解答 解：（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）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，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：静置，取上层清液加入BaCl₂，若无白色沉淀，则SO₄^2-沉淀完全；
（3）影响化学反应速率的因素有：升高温度、将固体粉碎成细小的颗粒、增加物质的浓度等，因此加速卤块在KMnO₄溶液中溶解的措施有：将卤块粉碎或加热等，
故答案为：将卤块粉碎或加热等；
（4）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：调节溶液的pH，使Fe³⁺沉淀完全；BaSO₄和Fe（OH）₃；
（5）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：蒸发浓缩；冷却结晶；
（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，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，难度中等．