Question

4．实验室用卤块（主要成分为MgCl₂•6H₂O，含有MgSO₄．FeCl₂等杂质）制备少量Mg（ClO₃）₂•6H₂O的流程如图1：

已知：①四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图2所示．
②室温时一些物质的K_sp如表：

化学式	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Mg（OH）2
Ksp	8.0×10-16	8.0×10-38	1.8x10-11

③Mg（ClO₃）₂有较强的氧化性，其还原产物是Cl^-．
（1）H₂O₂的电子式为
（2）滤渣的成分是Fe（OH）₃、BaSO₄（填化学式）；
（3）经测定，D中铁离子的浓度为1×10^-5 mol/L，则x为3.3
（4）D中所发生的化学反应方程式式为MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，框图中由D→…→制Mg（ClO₃）₂•6H₂O晶体的实验步骤依次为：①加热蒸发；②趁热过滤（请补充）；③冷却结晶；④过滤洗涤．
（5）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试液于锥形瓶中，加入10.00mL稀硫酸和20.00mL 1.000mol/L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．
步骤4：将步骤2、3重复两次
①步骤3中发生反应的离子方程式Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O
②步骤3中若滴定前不用标准液润洗滴定管，将会导致最终结果偏小（填“偏大”．“偏小”或“不变”）．
③若平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL，则产品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O（其M=299g/mol）的质量分数为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）过氧化氢为共价化合物，氢原子与氧原子之间形成共用电子对；
（2）氯化钡溶液，可以将硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀，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）根据氢氧化铁的Ksp计算溶液的氢氧根离子浓度，由此计算pH；
（4）氯酸钠饱和溶液与氯化镁生成氯化钠；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；
（5）①Cr₂O₇^2-能将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，根据电子得失守恒可写离子方程式；
②若K₂Cr₂O₇标准溶液时未润洗滴定管，则标准液浓度偏小，用去的标准液体积偏大，据此分析；
③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）H₂O₂的电子式为：；
故答案为：；
（2）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，滤渣的主要成分为BaSO₄和Fe（OH）₃；
故答案为：Fe（OH）₃、BaSO₄；
（3）已知Fe（OH）₃的Ksp为8.0×10^-38，铁离子的浓度为1×10^-5 mol/L，则c（OH^-）=$\root{3}{\frac{8.0×1{0}^{-38}}{1×1{0}^{-5}}}$mol/L=2×10^-11mol/L，故c（H⁺）=5×10^-4mol/L，故pH=3.3；
故答案为：3.3；
（4）加入NaClO₃饱和溶液发生反应为：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，根据物质的溶解度大小，溶液获得Mg（ClO₃）₂•6H₂O晶体的方法：蒸发结晶、过滤、冷却结晶，
故答案为：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；趁热过滤；
（5）①Cr₂O₇^2-能将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，反应的离子方程式为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
②若K₂Cr₂O₇标准溶液时未润洗滴定管，则标准液浓度偏小，用去的标准液体积偏大，计算得的与K₂Cr₂O₇标准溶液反应的Fe²⁺的物质的量偏大，所以与Mg（ClO₃）₂反应的Fe²⁺的物质的量偏小，所以会导致计算出的产品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的含量会偏小；
故答案为：偏小；
③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，是对学生综合能力的考查，题目难度中等．