Question

【題目】氯酸鎂常用作催熟劑、除草劑等，實(shí)驗(yàn)室制備Mg(C1O3)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(guò)濾所需要的主要玻璃儀器有_________。

（2）加MgO后過(guò)濾所得濾渣的主要成分的化學(xué)式為_________。

（3）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________；______；洗滌；②將濾液冷卻結(jié)晶；③過(guò)濾、洗滌。

（4）產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的測(cè)定：（已知Mg(ClO3)2·6H2O的摩爾質(zhì)量為299 g/mol）

步驟1：準(zhǔn)確稱量3.50g產(chǎn)品配成100 mL溶液。

步驟2：取10.00mL于錐形瓶中，加入10.00mL稀硫酸和20.00mL1.000mol·L－1的FeSO4溶液，微熱。

步驟3：冷卻至室溫，用0.100mol/LK2Cr2O7 溶液滴定剩余的Fe2+至終點(diǎn)。反應(yīng)的方程式為：Cr2O72－＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。

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__________；

② 產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。（保留到小數(shù)點(diǎn)后一位）

Answer 1

【答案】 燒杯、漏斗、玻璃棒 Fe(OH)3 MgCl2+2NaC1O3=Mg(C1O3)2+2NaCl↓ 蒸發(fā)濃縮或蒸發(fā)結(jié)晶 趁熱過(guò)濾 ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O 78.3%

【解析】本題是一道無(wú)機(jī)物質(zhì)制取的工藝流程題，解答此類題目必須弄懂每一步流程中發(fā)生的反應(yīng)和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

（1）過(guò)濾所需要的主要玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒。

（2）加KMnO4的目的是氧化Fe2+使其轉(zhuǎn)化為Fe3+，再加入BaCl2除去SO42-， 此時(shí)溶液中的溶質(zhì)主要為MgCl2、FeCl3， Fe3+發(fā)生水解：Fe3++3H2OFe(OH)3+3HCl，加入的MgO與水解得到的H+反應(yīng)，促使上述平衡正向移動(dòng)從而使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而與MgCl2分離，故加MgO后過(guò)濾所得濾渣的主要成分的化學(xué)式為Fe(OH)3。

（3）過(guò)濾后的溶液中的溶質(zhì)為MgCl2，加入NaClO3后生成的NaCl的溶解度小，在飽和溶液中以沉淀的形式析出，故反應(yīng)可以發(fā)生，化學(xué)方程式為：MgCl2+2NaC1O3=Mg(C1O3)2+2NaCl↓；

加入NaClO3后生成Mg(C1O3)2溶液和NaCl沉淀，可以先將混合物蒸發(fā)濃縮，使更多的NaCl沉淀析出，由于Mg(C1O3)2的溶解度隨溫度的降低而降低，同時(shí)為了減少Mg(C1O3)2的析出，必須在較高溫度下過(guò)濾，得到Mg(C1O3)2濾液，洗滌沉淀得到NaCl產(chǎn)品。最后對(duì)濾液進(jìn)行冷卻結(jié)晶，得到Mg(ClO3)2·6H2O晶體。故答案為：蒸發(fā)濃縮或蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾。

（4）①ClO3-具有氧化性，Fe2+具有還原性，兩者在酸性條件中反應(yīng)，離子方程式為： ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O ；②根據(jù)Cr2O72－＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O，K2Cr2O7溶液滴定的Fe2+的物質(zhì)的量為6×0.100×15.00×10-3mol=9×10-3mol，所以ClO3-消耗的Fe2+的物質(zhì)的量為20×10-3mol-9×10-3mol=0.011mol，根據(jù)ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O可得ClO3-的物質(zhì)的量為0.011/6mol，所以原100ml樣品溶液中ClO3-的物質(zhì)的量為0.011/6mol×10=0.11/6mol，Mg(ClO3)2·6H2O的物質(zhì)的量為0.11/12mol，質(zhì)量為（0.11/12）×299g，故Mg(ClO3)2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（0.11/12）×299g÷3.5×100%=78.3%。