Question

氯酸镁常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备Mg(ClO3)2·6H₂O的流程如下：

已知：①卤块主要成分为MgCl₂·6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等杂质。

②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。

（1）过滤所需要的主要玻璃仪器有                。

（2）加MgO后过滤所得滤渣的主要成分的化学式为                。

（3）加入NaClO₃饱和溶液后发生反应的化学方程式为                    ，再进一步制取Mg(ClO₃)₂·6H₂O的实验步骤依次为：

①蒸发结晶；②           ；洗涤；

③将滤液冷却结晶；④过滤、洗涤。

（4）产品中Mg(ClO3)2·6H₂O含量的测定：（已知Mg(ClO3)2·6H₂O的摩尔质量为299 g/mol）

步骤1：准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。

步骤2：取10.00 mL于锥形瓶中，加入10.00 mL稀硫酸和20 .00 mL 1.000 mol·L^－1的FeSO₄溶液，微热。

步骤3：冷却至室温，用0.100 mol/L K₂Cr₂O₇  溶液滴定剩余的Fe²⁺至终点。反应的方程式为：Cr₂O₇^2－＋6Fe²⁺＋14H⁺＝2Cr³⁺＋6Fe³⁺＋7H₂O。

步骤4：将步骤2、3重复两次，平均消耗K₂Cr₂O₇    溶液15.00 mL。

① 写出步骤2中发生反应的离子方程式                      ；

② 产品中Mg(ClO₃)₂·6H₂O的质量分数为                     。（保留到小数点后一位）

Answer

（1）漏斗、玻璃棒、烧杯（2分）

（2）Fe(OH)3（1分）

（3）MgCl2＋2NaClO3＝Mg(ClO3)2＋2NaCl↓（2分）趁热过滤（2分）（没有趁热不给分）

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

【解析】

试题分析：（1）过滤分离难溶性物质与可溶性物质，需使用漏斗、玻璃棒、烧杯等玻璃仪器；（2）由原料的成分及其性质可知，工艺流程图中氧化步骤目的是是Fe2+转化为Fe3+，因为前者需要pH>7才能沉淀完全，而后者在pH约大于3.3时就能完全沉淀；沉淀步骤的目的是除去硫酸根离子，加MgO后调节pH=7的目的是使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀；（3）由溶解度曲线图、复分解反应原理可知，反应步骤的原理为MgCl2＋2NaClO3＝Mg(ClO3)2＋2NaCl↓，该反应发生的原因是两种反应物的溶解度都比一种生成物大；Mg(ClO3)2的溶解度受温度影响较大，与粗苯甲酸的提纯方法类似，应按蒸发结晶、趁热过滤（除杂）、洗涤、冷却结晶（析出目标产物）、过滤、洗涤、干燥；（4）① 由题意可知，Mg(ClO3)2与FeSO4过量的发生氧化还原反应，分别作氧化剂、还原剂，铁元素化合价由+2升高到+3价，有升必有降，由此推断氯元素由+5价降低到-1价，由酸碱性环境、电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平可得：ClO3－ ＋ 6 Fe2＋ ＋ 6H＋ = 6 Fe3＋ ＋ Cl－ ＋ 3H2O；② 先根据步骤3计算过量的Fe2＋，再根据步骤2计算被ClO3－ 氧化的Fe2＋的量，然后计算10.00 mL产品溶液中的ClO3－ 或Mg(ClO3)2·6H2O的量，最后计算100 mL产品溶液中的ClO3－ 或Mg(ClO3)2·6H2O的量、质量及质量分数；根据上述思路，产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数=×100%≈78.3%。

【考点定位】考查广泛用途无机物的制备工艺流程分析、产品含量测定、分离提纯、复分解反应原理、氧化还原反应方程式的配平；滴定、氧化还原反应的计算

【名师点晴】本题为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重氧化还原反应基本概念、计算的考查，注意从化合价角度和习题信息角度分析。该题的难点是配平，氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移，而氧化剂得电子的总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数)，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。