Question

11．氯酸鎂[Mg（ClO₃）₂]常用作催熟劑、除草劑等，實驗室制備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幾種化合物的溶解度（S）隨溫度（T）變化曲線如圖2．
（1）加MgO后過濾所得濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃．
（2）加入BaCl₂的目的是除去SO₄^2-，如何檢驗SO₄^2-已沉淀完全？靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無白色沉淀，則SO₄^2-沉淀完全．
（3）加入NaClO₃飽和溶液會發(fā)生如下反應：
MgCl₂+2NaClO₃→Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，
請利用該反應，結合如圖2，制取Mg（ClO₃）₂•6H₂O的實驗步驟依次為：
①取樣，加入NaClO₃飽和溶液充分反應，②蒸發(fā)結晶；③趁熱過濾；④冷卻結晶；⑤過濾、洗滌．
（4）將產(chǎn)品先用水洗滌，再用無水乙醇清洗．無水乙醇的作用是減少產(chǎn)品的損耗，使產(chǎn)品快速干燥．
產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O（其相對分子質(zhì)量為299）含量的測定：
步驟1：準確稱量3.50g產(chǎn)品溶解定容成100mL溶液．
步驟2：取10mL于錐形瓶中，加入10mL稀硫酸和20mL1.000mol/L的FeSO₄溶液，微熱．
步驟3：冷卻至室溫，用0.100mol/LK₂Cr₂O₇溶液滴定至終點．此過程中反應的離子方程式為：
Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺→2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
步驟4：將步驟2、3重復兩次，平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL．
（5）寫出步驟2中發(fā)生的離子方程式ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
（6）上述產(chǎn)品測定中需要檢查是否漏液的儀器有容量瓶、滴定管．
步驟3中若滴定前不用標準液潤洗滴定管，會導致最終結果偏小．（填“大”或“小”）．
（7）產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質(zhì)量分數(shù)為78.31%．（計算結果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 制備Mg（ClO₃）₂•6H₂O的流程鹵塊：的成分有MgCl₂•6H₂O、MgSO₄、FeCl₂，加入H₂O₂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化為硫酸鋇沉淀，加入氧化鎂，調(diào)節(jié)pH=4，可以促進鐵離子的水解，將鐵離子轉化為氫氧化鐵而除去，過濾，得到的濾液是氯化鎂，濾渣有BaSO₄和Fe（OH）₃，根據(jù)溶解度曲線可知，混合溶液中NaCl溶解度最小，再加入NaClO₃飽和溶液得到NaCl沉淀與Mg（ClO₃）₂溶液，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O，據(jù)此分析．

解答 解：（1）加入MgO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH=4，可以促進鐵離子的水解，使雜質(zhì)Fe³⁺形成沉淀完全除去，所以加MgO后得到沉淀Fe（OH）₃，之前加的氯化鋇將硫酸根離子沉淀，過濾的濾渣為BaSO₄和Fe（OH）₃；
故答案為：BaSO₄和Fe（OH）₃；
（2）檢驗硫酸根離子是否除凈的方法：靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無白色沉淀，則SO₄^2-沉淀完全；
故答案為：靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無白色沉淀，則SO₄^2-沉淀完全；
（3）利用NaCl、Mg（ClO₃）₂的溶解度與溫度的關系將溶液蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結晶，最后過濾、洗滌，就得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O；
故答案為：趁熱過濾；冷卻結晶；
（4）將產(chǎn)品先用水洗滌，再用無水乙醇清洗．無水乙醇的作用是減少產(chǎn)品的損耗，使產(chǎn)品快速干燥；
故答案為：減少產(chǎn)品的損耗，使產(chǎn)品快速干燥；
（5）氯酸根離子具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為正三價，化學方程式為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，
故答案為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
（6）帶有旋塞、活塞等部件的儀器容量瓶、滴定管使用之前必須查漏，并且滴定前要用標準液潤洗滴定管，否則會將標準液稀釋，實驗計算的剩余亞鐵離子的物質(zhì)的量結果會偏高，則反應掉的會偏小，Mg（ClO₃）₂•6H₂O的含量測定結果偏��；
故答案為：容量瓶、滴定管；��；
（7）根據(jù)化學方程式：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)：（$\frac{1}{2}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.31%；
故答案為：78.31%．

點評 本題考查物質(zhì)的制備，涉及對常見金屬元素及其化合物主要性質(zhì)的掌握，以及對離子反應實質(zhì)的認識；同時考查應用基礎知識解決簡單化學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．