Question

氯酸鎂[Mg（ClO₃）₂]常用作催熟劑、除草劑等，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，含有較多的MgSO₄、MgCO₃、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(guò)濾的主要玻璃儀器除燒杯、漏斗外，還需要

 

．
（2）加H₂O₂調(diào)節(jié)pH后過(guò)濾所得濾渣的主要成分為

 

．
（3）試劑X的滴加順序?yàn)?div id="4hqwth8" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
a．BaCl₂溶液，Na₂CO₃溶液，過(guò)濾后加適量鹽酸
b．Na₂CO₃溶液，BaCl₂溶液，過(guò)濾后加適量鹽酸
c．以上兩種順序都可
（4）加入NaClO₃飽和溶液后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，再進(jìn)一步制取Mg（ClO₃）₂?6H₂O的實(shí)驗(yàn)步驟依次為：①蒸發(fā)結(jié)晶；②趁熱過(guò)濾；③

 

；④過(guò)濾、洗滌．
（5）產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂?6H₂O含量的測(cè)定：
步驟1：準(zhǔn)確稱量4.20g產(chǎn)品配成100mL溶液．
步驟2：取10.00mL于錐形瓶中，加入30.00mL 0.200mol?L^-1的Na₂S₂O₃溶液．
步驟3：用0.100mol?L^-1碘液滴定剩余的Na₂S₂O₃，此過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式為：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-
步驟4：將步驟2、3重復(fù)兩次，平均消耗標(biāo)準(zhǔn)碘液20.00mL．
①步驟2中，硫元素被氧化至最高價(jià)態(tài)，試寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

．
②產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂?6H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

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(jià)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=4，可以促進(jìn)鐵離子的水解，將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去，過(guò)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(lái)獲得要制取的物質(zhì)．
（1）過(guò)濾的主要玻璃儀器除燒杯、漏斗、玻璃棒；
（2）加入雙氧水，氯化亞鐵被氧化為氯化鐵，根據(jù)流程，pH=4時(shí)，形成了氫氧化鐵沉淀；
（3）除雜的原則：不引進(jìn)雜質(zhì)，結(jié)合碳酸鈉能將過(guò)量的鋇離子沉淀來(lái)回答；
（4）根據(jù)溶解度的差異，加入NaClO₃飽和溶液會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，根據(jù)溶液獲得晶體的方法：蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、冷卻結(jié)晶來(lái)回答；
（5）①硫代硫酸根離子具有還原性，氯酸根離子具有氧化性，二者之間可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
②氯酸根離子具有氧化性，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)得出各物質(zhì)之間的關(guān)系式，計(jì)算百分含量．

解答： 解：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(jià)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=4，可以促進(jìn)鐵離子的水解，將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去，過(guò)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(lái)獲得要制取的物質(zhì)．
（1）過(guò)濾的主要玻璃儀器除燒杯、漏斗、玻璃棒，故答案為：玻璃棒；
（2）加雙氧水，調(diào)節(jié)溶液的pH為4，此時(shí)鐵離子形成了沉淀氫氧化鐵，故答案為：Fe（OH）₃；
（3）加入BaCl₂的目的是除去SO₄^2-，為保證硫酸根離子除凈，需要加入過(guò)量的氯化鋇，但是引進(jìn)了鋇離子，所以碳酸鈉加在氯化鋇的后邊，還能除去多余的鋇離子，故答案為：a；
（4）根據(jù)溶解度的差異，加入NaClO₃飽和溶液會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，溶液獲得晶體的方法：蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、冷卻結(jié)晶，故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶；趁熱過(guò)濾；冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，故答案為：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；冷卻結(jié)晶；
（5）①硫代硫酸根離子具有還原性，氯酸根離子具有氧化性，二者之間可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)：3S₂O₃^2-+4ClO₃^-+3H₂O=6SO₄^2-+4Cl^-+6H⁺，故答案為：3S₂O₃^2-+4ClO₃^-+3H₂O=6SO₄^2-+4Cl^-+6H⁺；
②氯酸根離子具有氧化性，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，剩余的硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量是2×0.02L×0.100mol?L^-1=0.004mol，消耗的硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量是：0.03L×0.200mol?L^-1-0.004mol=0.002mol，根據(jù)反應(yīng)3S₂O₃^2-+4ClO₃^-+3H₂O=6SO₄^2-+4Cl^-+6H⁺，氯酸根離子的物質(zhì)的量是：

0.002×4

3

mol=

0.008

3

mol，Mg（ClO₃）₂?6H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

0.008 3 mol×10×299g/mol

4.2

×

1

2

×100%≈95%，故答案為：95%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查對(duì)常見(jiàn)金屬元素及其化合物主要性質(zhì)的掌握，以及對(duì)離子反應(yīng)實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí)；同時(shí)考查應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)解決簡(jiǎn)單化學(xué)問(wèn)題的能力以及對(duì)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，題目難度中等．