Question

2．氯酸镁常用作催熟剂、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．
②四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图2所示．
（1）过滤所需要的主要玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯．
（2）加MgO后过滤所得滤渣的主要成分的化学式为Fe（OH）₃．
（3）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；洗涤；③将滤液冷却结晶；④过滤、洗涤．
（4）产品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O含量的测定：（已知Mg（ClO₃）₂•6H₂O的摩尔质量为299g/mol）
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0.100mol/L K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺至终点．反应的方程式为：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．
①写出步骤2中发生反应的离子方程式ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②产品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的质量分数为78.3%．（保留到小数点后一位）

Answer 1

分析 卤块的成分有MgCl₂•6H₂O、MgSO₄、FeCl₂，加入高锰酸钾之后，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、洗涤、干燥得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O．
（1）过滤实验用到的仪器：漏斗、玻璃棒、烧杯、滤纸、铁架台等；
（2）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；
（3）向滤液中加入NaClO₃饱和溶液后，发生反应MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl，然后利用NaCl、Mg（ClO₃）₂的溶解度与温度的关系，将溶液蒸发结晶、趁热过滤、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）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后过滤所得滤渣的主要成分的化学式为Fe（OH）₃，故答案为：Fe（OH）₃；
（3）向滤液中加入NaClO₃饱和溶液后，发生反应：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，然后利用NaCl、Mg（ClO₃）₂的溶解度与温度的关系将溶液蒸发结晶、趁热过滤、洗涤，就得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O，
故答案为：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；趁热过滤；
（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：（$\frac{1}{2}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.3%．
故答案为：78.3%．

点评 本题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．