Question

6．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）变化曲线如图所示．
回答下列问题：
（1）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）．
（2）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．
（3）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0.1000mol•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：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（保留一位小数）78.3%．

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，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）温度、固体颗粒大小、物质的浓度等会影响反应速率；
（2）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；
（3）滤液中含有氯化镁，加入NaClO₃饱和溶液后，生成Mg（ClO₃）₂和氯化钠，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；
（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；
②根据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）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；
（2）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；
（3）滤液中含有氯化镁，加入NaClO₃饱和溶液后，生成Mg（ClO₃）₂和氯化钠，氯化钠溶解度小，析出，反应为：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，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：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；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，化学方程式为：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：（$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{6}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.3%；
故答案为：78.3%．

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．