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(zhì)．
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(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，再進(jìn)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(jié)晶
①蒸發(fā)結(jié)晶；②；洗滌；將分離出去，③；④過濾、洗滌．
（4）產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O含量的測定：（已知Mg（ClO₃）₂•6H₂O的摩爾質(zhì)量為299g/mol）
步驟1：準(zhǔn)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0.100mol/L K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺至終點．
步驟4：將步驟2、3重復(fù)兩次，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：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②寫出步驟3中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
③產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78.3%．

Answer 1

分析 鹵塊主要成分為MgCl₂.6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等雜質(zhì)，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(diào)節(jié)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(fā)生反應(yīng)為：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓過濾，得到Mg（ClO₃）₂溶液中，根據(jù)物質(zhì)的溶解度大小，溶液獲得晶體的方法：蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、冷卻結(jié)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(jù)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(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成氯酸鎂和氯化鈉沉淀，根據(jù)物質(zhì)的溶解度大小，溶液獲得晶體的方法：蒸發(fā)結(jié)晶、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；
②Cr₂O₇^2-能將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，根據(jù)電子得失守恒可寫離子方程式；
③根據(jù)化學(xué)反應(yīng)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(jù)各個質(zhì)物之間的關(guān)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(zhì)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(zhì)，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(diào)節(jié)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(fā)生反應(yīng)為：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，根據(jù)物質(zhì)的溶解度大小，溶液獲得Mg（ClO₃）₂•6H₂O晶體的方法：蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、冷卻結(jié)晶，
故答案為：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；趁熱過濾（將濾液）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；
②Cr₂O₇^2-能將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，反應(yīng)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(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?jǐn)?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 本題考查對常見金屬元素及其化合物主要性質(zhì)的掌握，以及對離子反應(yīng)實質(zhì)的認(rèn)識；同時考查應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決簡單化學(xué)問題的能力以及對圖表的觀察、分析能力，物質(zhì)溶解度概念的應(yīng)用，晶體析出的方法，雜質(zhì)離子的除雜原則和試劑選擇，是對學(xué)生綜合能力的考查，題目難度中等．