Question

17．氯酸鎂[Mg（ClO₃）₂]常用作催熟劑、除草劑等，實(shí)驗(yàn)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2所示．回答下列問題：
（1）過濾時(shí)主要的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯．
（2）加入BaCl₂的目的是除去雜質(zhì)離子，檢驗(yàn)已沉淀完全的方法是靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無(wú)白色沉淀，則SO₄^2-沉淀完全．
（3）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）
（4）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．
（5）向?yàn)V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(jìn)一步制取Mg（ClO₃）₂•6H₂O的實(shí)驗(yàn)步驟依次為①蒸發(fā)濃縮；②趁熱過濾；③冷卻結(jié)晶；④過濾、洗滌、干燥．
（6）產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O含量的測(cè)定：
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．l000mol•L^-1K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺至終點(diǎn)，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(jì)算得平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL．
①請(qǐng)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?jǐn)?shù)為78.31%．（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）

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(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）過濾實(shí)驗(yàn)用到的儀器：漏斗、玻璃棒、燒杯、濾紙、鐵架臺(tái)等；
（2）根據(jù)鋇離子可以和硫酸根離子之間反應(yīng)生成白色不溶于硝酸的白色沉淀來(lái)檢驗(yàn)已沉淀完全；根據(jù)加氧化鎂后溶液的pH為4，可以沉淀的離子來(lái)判斷濾渣的主要成分；
（3）溫度、固體顆粒大小、物質(zhì)的濃度等會(huì)影響反應(yīng)速率；
（4）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；
（5）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；
（6）①氯酸根離子具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為正三價(jià)；
②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(gè)質(zhì)物之間的關(guān)系式可計(jì)算百分含量．

解答 解：（1）過濾實(shí)驗(yàn)用到的儀器：漏斗、玻璃棒、燒杯、濾紙、鐵架臺(tái)等，其中玻璃儀器有：漏斗、玻璃棒、燒杯，
故答案為：漏斗、玻璃棒、燒杯；
（2）檢驗(yàn)硫酸根離子是否除凈的方法：靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無(wú)白色沉淀，則SO₄^2-沉淀完全，加入氧化鎂，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，鋇離子已經(jīng)和硫酸根離子只堿反應(yīng)生成了硫酸鋇沉淀，
故答案為：靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無(wú)白色沉淀，則SO₄^2-沉淀完全；
（3）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(xì)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；
（4）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；
（5）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：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；
（6）①氯酸根離子具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為正三價(jià)，離子方程式為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(diǎn)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)：（$\frac{1}{2}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.31%，
故答案為：78.31%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案，涉及對(duì)操作的分析評(píng)價(jià)、物質(zhì)的分離提純、離子方程式書寫、物質(zhì)含量測(cè)定、氧化還原反應(yīng)滴定等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．