Question

過氧化鎂（MgO₂）易溶于稀酸，溶于酸后產(chǎn)生過氧化氫，在醫(yī)學(xué)上可作為解酸劑等．過氧化鎂產(chǎn)品中常會混有少量MgO，實驗室可通過多種方案測定樣品中過氧化鎂的含量．
（1）某研究小組擬用如圖裝置測定一定質(zhì)量的樣品中過氧化鎂的含量．
①實驗前需進行的操作是

 

．稀鹽酸中加入少量FeCl₃溶液的作用是

 

．
②用恒壓分液漏斗的優(yōu)點有：使分液漏斗中的溶液順利滴下；

 

．
③實驗終了時，待恢復(fù)至室溫，先

 

，再平視刻度線讀數(shù)．
（2）實驗室還可通過下列兩種方案測定樣品中過氧化鎂的含量：
方案Ⅰ：取a g樣品，加入足量稀鹽酸，充分反應(yīng)后再加入 NaOH溶液至Mg²⁺沉淀完全，過濾、洗滌后，將濾渣充分灼燒，最終得到b g固體．
方案Ⅱ：稱取0.1g樣品置于碘量瓶中，加入15mL0.6mol/LKI溶液和足量鹽酸，搖勻后在暗處靜置5min，然后用0.1mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定，滴定到終點時共消耗VmL Na₂S₂O₃溶液．（已知：I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI）
①已知常溫下K_sp[Mg（OH）₂]=1×10^-11．為使方案I中Mg²⁺完全沉淀[即溶液中c（Mg²⁺）≤1×10^-5mol/L]，溶液的pH至少應(yīng)調(diào)至

 

．方案I中過氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

 （用含a、b的表達式表示）．
②方案Ⅱ中滴定前需加入少量

 

作指示劑；樣品中過氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

 （用含V的表達式表示）．

Answer 1

分析：（1）①實驗前需進行的操作是檢查裝置的氣密性；通過測量雙氧水分解生成的氧氣，可檢測過氧化鎂的含量，而氯化鐵能作催化劑加快雙氧水的分解，加快反應(yīng)速率；
②氣體的體積受溫度和壓強影響大，所以用恒壓分液漏斗的優(yōu)點還有消除滴入溶液的體積對所測氣體體積的影響，使分液漏斗中的溶液順利滴下；
③應(yīng)該將右側(cè)刻度管緩緩向下移動直到兩側(cè)液面相平，然后再平視刻度線讀數(shù)；
（2）①根據(jù)氫氧化鎂的溶度積，計算出溶液中氫氧根離子的濃度，求出溶液的PH；質(zhì)量b是氧化鎂，質(zhì)量a是過氧化鎂和氧化鎂雜質(zhì)質(zhì)量，設(shè)出二者物質(zhì)的量，列式計算出各自物質(zhì)的量，最后根據(jù)過氧化鎂的物質(zhì)的量，算出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
②由于碘遇淀粉顯藍(lán)色，加入少量淀粉溶液作指示劑；根據(jù)電子守恒找出關(guān)系式，計算出過氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）①實驗裝置連接好以后，實驗前需進行的操作是檢查裝置的氣密性；過氧化鎂溶于水生成雙氧水，雙氧水易分解，通過測量雙氧水分解生成的氧氣，可檢測過氧化鎂的含量，而氯化鐵能作催化劑加快雙氧水的分解，加快反應(yīng)速率，
故答案為：檢查裝置的氣密性；用作催化劑（或催化H₂O₂的分解）；
②由于氣體的體積受溫度和壓強影響大，所以用恒壓分液漏斗的優(yōu)點還有消除滴入溶液的體積對所測氣體體積的影響，使分液漏斗中的溶液順利滴下，
故答案為：消除滴入溶液的體積對所測氣體體積的影響；
③由于氣體大體積受壓強影響大，所以在讀數(shù)之前，應(yīng)該將右側(cè)刻度管緩緩向下移動直到兩側(cè)液面相平，然后再平視刻度線讀數(shù)，
故答案為：將右側(cè)刻度管緩緩向下移動直到兩側(cè)液面相平；
（2）①根據(jù)氫氧化鎂的溶度積常數(shù)可知，當(dāng)溶液中c（Mg²⁺）=l×10^-5mol/L時，K_sp[Mg（OH）₂]=1×10^-11=c（Mg²⁺）?c²（OH^-），溶液中OH^-濃度等于1×10^-3mol/L，所以溶液的pH=11；
設(shè)過氧化鎂的物質(zhì)的量是xmol，氧化鎂物質(zhì)的量是ymol，則56x+40y=a，（x+y）×40=b，解得x=

a-b

16

，方案I中過氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

a-b 16 ×56

a

=

7(a-b)

2a

，
故答案是：11；

7(a-b)

2a

；
②方案Ⅱ：過氧化鎂具有氧化性，能把碘化鉀氧化生成單質(zhì)碘，然后利用硫代硫酸鈉滴定生成的單質(zhì)碘即可，由于碘遇淀粉顯藍(lán)色，加入少量淀粉溶液作指示劑；
根據(jù)反應(yīng)方程式：I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI，根據(jù)電子守恒找出關(guān)系式：MgO₂～I₂，所以n（MgO₂）=n（I₂）=

1

2

n（Na₂S₂O₃）=0.1mol/L×V×10^-3L=5V×10^-5mol，
過氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：

5V×10-5×56

0.1

×100%=2.8V%，故答案為：淀粉溶液；2.8V%．

點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，試題綜合性強，側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炘O(shè)計、操作能力；該類試題主要是以常見儀器的選用、實驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性及靈活運用知識解決實際問題的能力．