Question

7．工業(yè)上以碳酸鎂（含少量FeCO₃）為原料制取硫酸鎂晶體，并測定晶體中，MgSO₄的含量，具體過程如下：
將原料完全溶于一定量的稀硫酸中，加足量的H₂O₂后用氨水調節(jié)溶液的pH值，靜置后過濾，除去濾渣將濾液結晶得硫酸鎂晶體．
（1）加入H₂O₂的目的是2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O（用離子方程式解釋）
（2）常采用下列方法測定硫酸鎂晶體中MgSO₄ 的含量：
已知：①在pH為9～10時，Mg²⁺、Zn²⁺均能與EDTA（H₂Y²⁺）原形成配合物．
②在pH為5～6時，Zn²⁺除了與EDTA反應，還能將Mg²⁺與EDTA形成的配合物中的Mg²⁺“置換”出來：Zn²⁺+MgH₂Y=ZnH₂Y+Mg²⁺
步驟1：準確稱取得到的硫酸鎂晶體1.5g加入過量的EDTA配成100mLpH 在9～10之間溶液A
步驟2：準確移取25.00mL：溶液A于錐形瓶中，用0.1000mol/LZn²⁺標準溶液滴定，滴定到終點時，消耗Zn²⁺標準溶液的體積為20.00mL
步驟3：另外準確移取25.00mL溶液A于另一只錐形瓶中調節(jié)pH在5～6，用0.1000mol/LZn²⁺標準溶液滴定，滴定至終點時，消耗Zn²⁺標準溶液的體積為30.00mL．
計算該晶體中MgSO₄的質量分數(shù)為32%．

Answer 1

分析 （1）加入H₂O₂的目的是將溶液中的亞鐵離子氧化成鐵離子再調節(jié)pH值，將鐵元素除去，據(jù)此書寫離子方程式；
（2）在pH在9～10之間溶液A中，可以通過鋅離子的物質的量計算出剩余EDTA的物質的量，調節(jié)pH在5～6時，通過鋅離子的物質的量可計算出總EDTA的物質的量，由此可計算出與鎂離子反應的EDTA的物質的量，根據(jù)$\frac{鎂離子的質量}{樣品的質量}$×100%計算出Mg²⁺的質量分數(shù)；

解答 解：（1）加入H₂O₂的目的是將溶液中的亞鐵離子氧化成鐵離子再調節(jié)pH值，將鐵元素除去，反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）Mg²⁺、Zn²⁺與EDTA均按1：1反應，在25mL溶液A中：n（EDTA）=n（Zn²⁺）=0.10×20.00×10^-3=2.00×10^-3mol
則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）_總=n（Zn²⁺）=0.10×30.00×10^-3=3.00×10^-3mol
則100mL溶液A中EDTA總量：n（EDTA）_總=3.00×10^-3×4=0.0120mol
所以與1.5g樣品中鎂離子反應的EDTA的物質的量為0.012mol-8.00×10^-3 mol=0.004mol，所以樣品中n（Mg²⁺）=0.004mol，硫酸鎂其質量為0.004mol×120g/mol=0.48g，
則該結晶硫酸鎂中Mg²⁺的質量分數(shù)為=$\frac{0.48g}{1.5g}$×100%=32%，
故答案為：32%；

點評 本題考查了物質的制備、分離提純實驗方案的設計，注意把握習題中的信息、物質的性質及混合物分離方法為解答的關鍵，側重分析與實驗能力、以及計算能力的考查，題目難度中等．