Question

以碳酸镁(含少量FeCO₃)为原料制取硫酸镁晶体，并测定Mg²⁺含量：将原料完全溶于一定量的稀硫酸中，加足量的H₂O₂后用氨水调节溶液的pH，静置后过滤，除去滤渣，将滤液结晶得硫酸镁晶体。

（1）30.00mL 5.00 mol·L^－1的稀硫酸至少能溶解原料的质量为            。

（2）加入H₂O₂时反应的离子方程式为            。

（3）已知：Ksp[Fe(OH)₃]＝1.0×10^-39，Ksp[Mg(OH)₂]＝1.0×10^-12。

室温下，若溶液中c(Mg^2＋)＝0.01mol·L^－1，欲使溶液中的c(Fe^3＋)≤1×10^－6mol·L^－1，需调节溶液pH范围为            。

（4）常采用下列方法测定结晶硫酸镁中Mg²⁺的含量：

已知：①在pH为9~10时，Mg²⁺、Zn²⁺均能与EDTA(H₂Y^2－)形成配合物

②在pH为5~6时，Zn²⁺除了与EDTA反应，还能将Mg²⁺与EDTA形成的配合物中的Mg²⁺“置换”出来： Zn²⁺ +MgH₂Y＝ZnH₂Y+Mg²⁺

步骤1：准确称取得到的硫酸镁晶体1.50g加入过量的EDTA，配成100mL pH在9~10之间溶液A

步骤2：准确移取25.00mL溶液A于锥形瓶中，用0.10mol·L^－1Zn²⁺标准溶液滴定，滴定到终点，消耗Zn²⁺标准溶液的体积为20.00mL

步骤3：准确移取25.00mL溶液A于另一只锥形瓶中，调节pH在5~6；用0.10mol·L^－1Zn²⁺标准溶液滴定，滴定至终点，消耗Zn²⁺标准溶液的体积为30.00mL。

计算该结晶硫酸镁中Mg²⁺的质量分数(请给出计算过程)            。

Answer

（12分）

（1）12.60g；

（2）2Fe2+ +H2O2+2H+＝ 2Fe3+ +2H2O；

（3）3～9；

（4）25mL溶液A中：n(EDTA)＝n(Zn2+)＝0.10×20.00×10－3＝2.00×10－3mol

则100mL溶液A中剩余EDTA的量：n(EDTA)＝2.00×10－3×100/25＝8.00×10－3mol

25mL溶液A中EDTA的量：n(EDTA)总＝n(Zn2+)＝0.10×30.00×10－3＝3.00×10－3mol

则100mL溶液A中EDTA总量：n(EDTA)总＝3.00×10－3×4＝0.0120mol

所以1.5g中n(Mg2+)＝0.012mol —8.00×10－3 mol＝0.004mol

该结晶硫酸镁中Mg2+的质量分数0.004mol×24g/mol÷1.5g＝6.4%；

【解析】

试题分析：（1）30.00mL 5.00 mol/L的稀硫酸中硫酸的物质的量为0.03L ×5.00 mol/L=0.15mol，能溶解碳酸镁的质量为0.15mol×84g/mol=12.60g，故答案为：12.60g；

（2）加入H2O2的目的是将溶液制得亚铁离子氧化，反应的离子方程式为2Fe2+ +H2O2+2H+＝ 2Fe3+ +2H2O，故答案为：2Fe2+ +H2O2+2H+＝ 2Fe3+ +2H2O；

（3）为了不使镁离子沉淀，c(OH-)===1.0×10-5mol/L，pH=9；使c(Fe3+)≤1×10－6mol/L，c(OH-)===1.0×10-11mol/L，pH=3，故需调节溶液pH范围为3～9，故答案为：3～9；

（4）25mL溶液A中：n(EDTA)＝n(Zn2+)＝0.10×20.00×10－3＝2.00×10－3mol

则100mL溶液A中剩余EDTA的量：n(EDTA)＝2.00×10－3×100/25＝8.00×10－3mol

25mL溶液A中EDTA的量：n(EDTA)总＝n(Zn2+)＝0.10×30.00×10－3＝3.00×10－3mol

则100mL溶液A中EDTA总量：n(EDTA)总＝3.00×10－3×4＝0.0120mol

所以1.5g中n(Mg2+)＝0.012mol —8.00×10－3 mol＝0.004mol

该结晶硫酸镁中Mg2+的质量分数0.004mol×24g/mol÷1.5g＝6.4%；

考点：考查了氧化还原反应滴定的计算等相关知识。