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．

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后過濾所得濾渣的主要成分為

 

．
（3）試劑X的滴加順序為

 

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

 

，再進一步制取Mg（ClO₃）₂?6H₂O的實驗步驟依次為：①蒸發(fā)結晶；②趁熱過濾；③

 

；④過濾、洗滌．
（5）產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂?6H₂O含量的測定：
步驟1：準確稱量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，此過程中反應的離子方程式為：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-
步驟4：將步驟2、3重復兩次，平均消耗標準碘液20.00mL．
①步驟2中，硫元素被氧化至最高價態(tài)，試寫出該反應的離子方程式

 

．
②產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂?6H₂O的質量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

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，可以根據(jù)溶解度受溫度的影響情況來獲得要制取的物質．
（1）過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，形成了氫氧化鐵沉淀；
（3）除雜的原則：不引進雜質，結合碳酸鈉能將過量的鋇離子沉淀來回答；
（4）根據(jù)溶解度的差異，加入NaClO₃飽和溶液會發(fā)生如下反應：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，根據(jù)溶液獲得晶體的方法：蒸發(fā)結晶、過濾、冷卻結晶來回答；
（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；
②氯酸根離子具有氧化性，根據(jù)化學反應得出各物質之間的關系式，計算百分含量．

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，可以根據(jù)溶解度受溫度的影響情況來獲得要制取的物質．
（1）過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，需要加入過量的氯化鋇，但是引進了鋇離子，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飽和溶液會發(fā)生如下反應：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，溶液獲得晶體的方法：蒸發(fā)結晶、過濾、冷卻結晶，故答案為：蒸發(fā)結晶；趁熱過濾；冷卻結晶，過濾洗滌，故答案為：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；冷卻結晶；
（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：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)化學反應：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，剩余的硫代硫酸鈉的物質的量是2×0.02L×0.100mol?L^-1=0.004mol，消耗的硫代硫酸鈉的物質的量是：0.03L×0.200mol?L^-1-0.004mol=0.002mol，根據(jù)反應3S₂O₃^2-+4ClO₃^-+3H₂O=6SO₄^2-+4Cl^-+6H⁺，氯酸根離子的物質的量是：

0.002×4

3

mol=

0.008

3

mol，Mg（ClO₃）₂?6H₂O的質量分數(shù)是

0.008 3 mol×10×299g/mol

4.2

×

1

2

×100%≈95%，故答案為：95%．

點評：本題考查對常見金屬元素及其化合物主要性質的掌握，以及對離子反應實質的認識；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，物質溶解度概念的應用，晶體析出的方法，雜質離子的除雜原則和試劑選擇，題目難度中等．