Question

7．工业上以碳酸镁（含少量FeCO₃）为原料制取硫酸镁晶体，并测定晶体中，MgSO₄的含量，具体过程如下：
将原料完全溶于一定量的稀硫酸中，加足量的H₂O₂后用氨水调节溶液的pH值，静置后过滤，除去滤渣将滤液结晶得硫酸镁晶体．
（1）加入H₂O₂的目的是2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O（用离子方程式解释）
（2）常采用下列方法测定硫酸镁晶体中MgSO₄ 的含量：
已知：①在pH为9～10时，Mg²⁺、Zn²⁺均能与EDTA（H₂Y²⁺）原形成配合物．
②在pH为5～6时，Zn²⁺除了与EDTA反应，还能将Mg²⁺与EDTA形成的配合物中的Mg²⁺“置换”出来：Zn²⁺+MgH₂Y=ZnH₂Y+Mg²⁺
步骤1：准确称取得到的硫酸镁晶体1.5g加入过量的EDTA配成100mLpH 在9～10之间溶液A
步骤2：准确移取25.00mL：溶液A于锥形瓶中，用0.1000mol/LZn²⁺标准溶液滴定，滴定到终点时，消耗Zn²⁺标准溶液的体积为20.00mL
步骤3：另外准确移取25.00mL溶液A于另一只锥形瓶中调节pH在5～6，用0.1000mol/LZn²⁺标准溶液滴定，滴定至终点时，消耗Zn²⁺标准溶液的体积为30.00mL．
计算该晶体中MgSO₄的质量分数为32%．

Answer 1

分析 （1）加入H₂O₂的目的是将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子再调节pH值，将铁元素除去，据此书写离子方程式；
（2）在pH在9～10之间溶液A中，可以通过锌离子的物质的量计算出剩余EDTA的物质的量，调节pH在5～6时，通过锌离子的物质的量可计算出总EDTA的物质的量，由此可计算出与镁离子反应的EDTA的物质的量，根据$\frac{镁离子的质量}{样品的质量}$×100%计算出Mg²⁺的质量分数；

解答 解：（1）加入H₂O₂的目的是将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子再调节pH值，将铁元素除去，反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）Mg²⁺、Zn²⁺与EDTA均按1：1反应，在25mL溶液A中：n（EDTA）=n（Zn²⁺）=0.10×20.00×10^-3=2.00×10^-3mol
则100mL溶液A中剩余EDTA的量：n（EDTA）=2.00×10^-3×100/25=8.00×10^-3mol
25mL溶液A中EDTA的量：n（EDTA）_总=n（Zn²⁺）=0.10×30.00×10^-3=3.00×10^-3mol
则100mL溶液A中EDTA总量：n（EDTA）_总=3.00×10^-3×4=0.0120mol
所以与1.5g样品中镁离子反应的EDTA的物质的量为0.012mol-8.00×10^-3 mol=0.004mol，所以样品中n（Mg²⁺）=0.004mol，硫酸镁其质量为0.004mol×120g/mol=0.48g，
则该结晶硫酸镁中Mg²⁺的质量分数为=$\frac{0.48g}{1.5g}$×100%=32%，
故答案为：32%；

点评 本题考查了物质的制备、分离提纯实验方案的设计，注意把握习题中的信息、物质的性质及混合物分离方法为解答的关键，侧重分析与实验能力、以及计算能力的考查，题目难度中等．