Question

1．氯酸鎂[Mg（ClO₃）₂]常用作催熟劑、除草劑等，實驗室制備少量Mg（ClO₃）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漏斗、玻璃棒、燒杯，
（2）加入BaCl₂的目的是除去SO₄^2-或使SO₄^2-沉淀，加MgO后過濾所得濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃．
（3）加入NaClO₃飽和溶液后發生反應的化學方程式為MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，再進一步制取Mg（ClO₃）₂•6H₂O的實驗步驟依次為：趁熱過濾（將濾液）冷卻結晶
①蒸發結晶；②；洗滌；將分離出去，③；④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299g/mol）
步驟1：準確稱量3.50g產品配成100mL溶液．
步驟2：取10.00mL于錐形瓶中，加入10.00mL稀硫酸和20.00mL 1.000mol•L^-1的FeSO₄溶液，微熱．
步驟3：冷卻至室溫，用0.100mol/L K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺至終點．
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：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②寫出步驟3中發生反應的離子方程式：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
③產品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質量分數為78.3%．

Answer 1

分析 鹵塊主要成分為MgCl₂.6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等雜質，加入氧化劑過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氯化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀，加入氧化鎂，調節溶液的pH為4，此時鐵離子形成了沉淀氫氧化鐵，加入NaClO₃飽和溶液發生反應為：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓過濾，得到Mg（ClO₃）₂溶液中，根據物質的溶解度大小，溶液獲得晶體的方法：蒸發結晶、過濾、冷卻結晶制取Mg（ClO₃）₂•6H₂O．
（1）過濾操用到的儀器有鐵架臺、漏斗、燒杯、玻璃棒等；其中屬于玻璃儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）加入BaCl₂溶液的目的是沉淀硫酸根離子；根據加氧化鎂后溶液的pH為4，可以沉淀的離子來回答；
（3）加入NaClO₃飽和溶液后氯化鎂和氯酸鈉發生復分解反應生成氯酸鎂和氯化鈉沉淀，根據物質的溶解度大小，溶液獲得晶體的方法：蒸發結晶、過濾、冷卻結晶；
（4）①氯酸根離子具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為正三價；
②Cr₂O₇^2-能將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，根據電子得失守恒可寫離子方程式；
③根據化學反應ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O以及Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，可以得出：ClO₃^-～6Fe²⁺，Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺，根據各個質物之間的關系式可計算百分含量．

解答 解：（1）過濾的原理：過濾是把不溶于液體的固體物質跟液體分離開來的一種混合物分離的方法，過濾時需要制作過濾器的漏斗、濾紙、固定儀器的鐵架臺、引流用的玻璃棒、承接濾液的燒杯等，所以需要使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗，
故答案為：燒杯、玻璃棒、漏斗；
（2）鹵塊主要成分為MgCl₂.6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等雜質，加入氯化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀，所以加入BaCl₂溶液的目的是除去SO₄^2-，加入氧化鎂，調節溶液的pH為4，此時鐵離子形成了沉淀氫氧化鐵，所以所得濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃，
故答案為：除去SO₄^2-或使SO₄^2-沉淀；BaSO₄和Fe（OH）₃；
（3）加入NaClO₃飽和溶液發生反應為：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，根據物質的溶解度大小，溶液獲得Mg（ClO₃）₂•6H₂O晶體的方法：蒸發結晶、過濾、冷卻結晶，
故答案為：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；趁熱過濾（將濾液）冷卻結晶；
（4）①氯酸根離子具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為正三價，化學方程式為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，
故答案為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②Cr₂O₇^2-能將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，反應的離子方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
③根據化學方程式：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溶液滴定至終點過程可以得出剩余的亞鐵離子的物質的量為：0.100mol•L^-1×0.015L×6=0.009mol，和氯酸根離子反應的亞鐵離子的物質的量為：20×10^-3L×1.000mol•L^-1-0.009mol=0.011mol，氯酸根離子的物質的量為：$\frac{1}{6}$×0.011mol，產品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質量分數：（$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{6}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.3%，
故答案為：78.3%．

點評 本題考查對常見金屬元素及其化合物主要性質的掌握，以及對離子反應實質的認識；同時考查應用基礎知識解決簡單化學問題的能力以及對圖表的觀察、分析能力，物質溶解度概念的應用，晶體析出的方法，雜質離子的除雜原則和試劑選擇，是對學生綜合能力的考查，題目難度中等．