Question

6．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的流程如圖1：

已知：①鹵塊主要成分為MgCl₂•6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等雜質(zhì)．②四種化合物的溶解度（S）隨溫度（T）變化曲線如圖所示．
回答下列問題：
（1）加速鹵塊在H₂O₂溶液中溶解的措施有：將鹵塊粉碎或加熱等（寫出一條即可）．
（2）加入MgO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe³⁺沉淀完全；濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃．
（3）向濾液中加入NaClO₃飽和溶液后，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)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①蒸發(fā)結(jié)晶；②趁熱過濾；③冷卻結(jié)晶；④過濾、洗滌．
（4）產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O含量的測定：
步驟1：準確稱量3.50g產(chǎn)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0.1000mol•L^-1 K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺至終點，此過程中反應(yīng)的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
步驟4：將步驟2、3重復(fù)兩次，計算得平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL．
①寫出步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式（還原產(chǎn)物為Cl^-）：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質(zhì)量分數(shù)為（保留一位小數(shù)）78.3%．

Answer 1

分析 鹵塊的成分有MgCl₂•6H₂O、MgSO₄、FeCl₂，加入雙氧水之后，亞鐵離子可以被氧化為三價鐵離子，再向混合物中加入氯化鋇溶液，可以將硫酸根離子轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀，加入氧化鎂，調(diào)節(jié)pH，可以促進鐵離子的水解，將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去，過濾，得到的濾液是氯化鎂，可以根據(jù)溶解度受溫度的影響情況來獲得要制取的物質(zhì)，
（1）溫度、固體顆粒大小、物質(zhì)的濃度等會影響反應(yīng)速率；
（2）MgO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，使雜質(zhì)Fe³⁺形成沉淀完全除去，根據(jù)示意圖可知濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃；
（3）濾液中含有氯化鎂，加入NaClO₃飽和溶液后，生成Mg（ClO₃）₂和氯化鈉，利用NaCl、Mg（ClO₃）₂的溶解度與溫度的關(guān)系，將溶液蒸發(fā)濃縮結(jié)晶、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶，最后過濾、洗滌，得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O；
（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；
②根據(jù)ClO₃^-～6Fe²⁺，Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺，根據(jù)各個質(zhì)物之間的關(guān)系式可計算百分含量．

解答 解：（1）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有：升高溫度、將固體粉碎成細小的顆粒、增加物質(zhì)的濃度等，因此加速鹵塊在KMnO₄溶液中溶解的措施有：將鹵塊粉碎或加熱等；
故答案為：將鹵塊粉碎或加熱等；
（2）金屬氧化物MgO能與酸反應(yīng)產(chǎn)生鹽和水．所以加入MgO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，使雜質(zhì)Fe³⁺形成沉淀完全除去，根據(jù)示意圖可知濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃，
故答案為：調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe³⁺沉淀完全；BaSO₄和Fe（OH）₃；
（3）濾液中含有氯化鎂，加入NaClO₃飽和溶液后，生成Mg（ClO₃）₂和氯化鈉，氯化鈉溶解度小，析出，反應(yīng)為：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，利用NaCl、Mg（ClO₃）₂的溶解度與溫度的關(guān)系將溶液蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶，最后過濾、洗滌，就得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O；
故答案為：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；趁熱過濾；冷卻結(jié)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(xué)方程式為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
故答案為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②根據(jù)化學(xué)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(zhì)的量為：0.100mol•L^-1×0.015L×6=0.009mol，和氯酸根離子反應(yīng)的亞鐵離子的物質(zhì)的量為：20×10^-3L×1.000mol•L^-1-0.009mol=0.011mol，氯酸根離子的物質(zhì)的量為：$\frac{1}{6}$×0.011mol，產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質(zhì)量分數(shù)：（$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{6}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.3%；
故答案為：78.3%．

點評 本題考查實驗制備方案，涉及對操作的分析評價、物質(zhì)的分離提純、離子方程式書寫、物質(zhì)含量測定、氧化還原反應(yīng)滴定等，是對學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．