Question

【題目】氯酸鎂常用作催熟劑、除草劑等，實驗室制備Mg(C1O3)2·6H2O 的流程如下:

已知：①鹵塊主要成分為MgCl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等雜質。

②四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如圖所示。

（1）過濾所需要的主要玻璃儀器有_________。

（2）加MgO后過濾所得濾渣的主要成分的化學式為_________。

（3）加入NaClO3飽和溶液后發生反應的化學方程式為__________，再進一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的實驗步驟依次為：①________；______；洗滌；②將濾液冷卻結晶；③過濾、洗滌。

（4）產品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的測定：（已知Mg(ClO3)2·6H2O的摩爾質量為299 g/mol）

步驟1：準確稱量3.50g產品配成100 mL溶液。

步驟2：取10.00mL于錐形瓶中，加入10.00mL稀硫酸和20.00mL1.000mol·L－1的FeSO4溶液，微熱。

步驟3：冷卻至室溫，用0.100mol/LK2Cr2O7 溶液滴定剩余的Fe2+至終點。反應的方程式為：Cr2O72－＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。

步驟4：將步驟2、3重復兩次，平均消耗K2Cr2O7 溶液15.00mL。

① 寫出步驟2中發生反應的離子方程式__________；

② 產品中Mg(ClO3)2·6H2O的質量分數為_______。（保留到小數點后一位）

Answer 1

【答案】 燒杯、漏斗、玻璃棒 Fe(OH)3 MgCl2+2NaC1O3=Mg(C1O3)2+2NaCl↓ 蒸發濃縮或蒸發結晶 趁熱過濾 ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O 78.3%

【解析】本題是一道無機物質制取的工藝流程題，解答此類題目必須弄懂每一步流程中發生的反應和物質的轉化關系。

（1）過濾所需要的主要玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒。

（2）加KMnO4的目的是氧化Fe2+使其轉化為Fe3+，再加入BaCl2除去SO42-， 此時溶液中的溶質主要為MgCl2、FeCl3， Fe3+發生水解：Fe3++3H2OFe(OH)3+3HCl，加入的MgO與水解得到的H+反應，促使上述平衡正向移動從而使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀而與MgCl2分離，故加MgO后過濾所得濾渣的主要成分的化學式為Fe(OH)3。

（3）過濾后的溶液中的溶質為MgCl2，加入NaClO3后生成的NaCl的溶解度小，在飽和溶液中以沉淀的形式析出，故反應可以發生，化學方程式為：MgCl2+2NaC1O3=Mg(C1O3)2+2NaCl↓；

加入NaClO3后生成Mg(C1O3)2溶液和NaCl沉淀，可以先將混合物蒸發濃縮，使更多的NaCl沉淀析出，由于Mg(C1O3)2的溶解度隨溫度的降低而降低，同時為了減少Mg(C1O3)2的析出，必須在較高溫度下過濾，得到Mg(C1O3)2濾液，洗滌沉淀得到NaCl產品。最后對濾液進行冷卻結晶，得到Mg(ClO3)2·6H2O晶體。故答案為：蒸發濃縮或蒸發結晶、趁熱過濾。

（4）①ClO3-具有氧化性，Fe2+具有還原性，兩者在酸性條件中反應，離子方程式為： ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O ；②根據Cr2O72－＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O，K2Cr2O7溶液滴定的Fe2+的物質的量為6×0.100×15.00×10-3mol=9×10-3mol，所以ClO3-消耗的Fe2+的物質的量為20×10-3mol-9×10-3mol=0.011mol，根據ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O可得ClO3-的物質的量為0.011/6mol，所以原100ml樣品溶液中ClO3-的物質的量為0.011/6mol×10=0.11/6mol，Mg(ClO3)2·6H2O的物質的量為0.11/12mol，質量為（0.11/12）×299g，故Mg(ClO3)2·6H2O的質量分數為（0.11/12）×299g÷3.5×100%=78.3%。