Question

【題目】氯酸鎂常用作催熟劑、除草劑等，實驗室制備Mg(ClO3)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。

②四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如圖所示。

（1）過濾所需要的主要玻璃儀器有 。

（2）加MgO后過濾所得濾渣的主要成分的化學式為 。

（3）加入NaClO3飽和溶液后發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蒸發結晶；② ；洗滌；

③將濾液冷卻結晶；④過濾、洗滌。

（4）產品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的測定：（已知Mg(ClO3)2·6H2O的摩爾質量為299 g/mol）

步驟1：準確稱量3.50 g產品配成100 mL溶液。

步驟2：取10.00 mL于錐形瓶中，加入10.00 mL稀硫酸和20 .00 mL 1.000 mol·L－1的FeSO4溶液，微熱。

步驟3：冷卻至室溫，用0.100 mol/L K2Cr2O7 溶液滴定剩余的Fe2+至終點。反應的方程式為：Cr2O72－＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。

步驟4：將步驟2、3重復兩次，平均消耗K2Cr2O7 溶液15.00 mL。

① 寫出步驟2中發生反應的離子方程式 ；

② 產品中Mg(ClO3)2·6H2O的質量分數為 。（保留到小數點后一位）

Answer 1

【答案】（1）漏斗、玻璃棒、燒杯（2分）

（2）Fe(OH)3（1分）

（3）MgCl2＋2NaClO3＝Mg(ClO3)2＋2NaCl↓（2分）趁熱過濾（2分）（沒有趁熱不給分）

（4）①ClO3－＋6Fe2＋＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O（2分）②78.3%（2分）

【解析】

試題分析：（1）過濾分離難溶性物質與可溶性物質，需使用漏斗、玻璃棒、燒杯等玻璃儀器；（2）由原料的成分及其性質可知，工藝流程圖中氧化步驟目的是是Fe2+轉化為Fe3+，因為前者需要pH>7才能沉淀完全，而后者在pH約大于3.3時就能完全沉淀；沉淀步驟的目的是除去硫酸根離子，加MgO后調節pH=7的目的是使Fe3+完全轉化為Fe(OH)3沉淀；（3）由溶解度曲線圖、復分解反應原理可知，反應步驟的原理為MgCl2＋2NaClO3＝Mg(ClO3)2＋2NaCl↓，該反應發生的原因是兩種反應物的溶解度都比一種生成物大；Mg(ClO3)2的溶解度受溫度影響較大，與粗苯甲酸的提純方法類似，應按蒸發結晶、趁熱過濾（除雜）、洗滌、冷卻結晶（析出目標產物）、過濾、洗滌、干燥；（4）① 由題意可知，Mg(ClO3)2與FeSO4過量的發生氧化還原反應，分別作氧化劑、還原劑，鐵元素化合價由+2升高到+3價，有升必有降，由此推斷氯元素由+5價降低到-1價，由酸堿性環境、電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平可得：ClO3－ ＋ 6 Fe2＋ ＋ 6H＋ = 6 Fe3＋ ＋ Cl－ ＋ 3H2O；② 先根據步驟3計算過量的Fe2＋，再根據步驟2計算被ClO3－ 氧化的Fe2＋的量，然后計算10.00 mL產品溶液中的ClO3－ 或Mg(ClO3)2·6H2O的量，最后計算100 mL產品溶液中的ClO3－ 或Mg(ClO3)2·6H2O的量、質量及質量分數；根據上述思路，產品中Mg(ClO3)2·6H2O的質量分數=×100%≈78.3%。