Question

4．實(shí)驗(yàn)室用鹵塊（主要成分為MgCl₂•6H₂O，含有MgSO₄．FeCl₂等雜質(zhì)）制備少量Mg（ClO₃）₂•6H₂O的流程如圖1：

已知：①四種化合物的溶解度（S）隨溫度（T）變化曲線如圖2所示．
②室溫時(shí)一些物質(zhì)的K_sp如表：

化學(xué)式	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Mg（OH）2
Ksp	8.0×10-16	8.0×10-38	1.8x10-11

③Mg（ClO₃）₂有較強(qiáng)的氧化性，其還原產(chǎn)物是Cl^-．
（1）H₂O₂的電子式為
（2）濾渣的成分是Fe（OH）₃、BaSO₄（填化學(xué)式）；
（3）經(jīng)測(cè)定，D中鐵離子的濃度為1×10^-5 mol/L，則x為3.3
（4）D中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式式為MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，框圖中由D→…→制Mg（ClO₃）₂•6H₂O晶體的實(shí)驗(yàn)步驟依次為：①加熱蒸發(fā)；②趁熱過濾（請(qǐng)補(bǔ)充）；③冷卻結(jié)晶；④過濾洗滌．
（5）產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O含量的測(cè)定：
步驟1：準(zhǔn)確稱量3.50g產(chǎn)品配成100mL溶液．
步驟2：取10.00mL試液于錐形瓶中，加入10.00mL稀硫酸和20.00mL 1.000mol/L的FeSO₄溶液，微熱．
步驟3：冷卻至室溫，用0.100mol/L K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺至終點(diǎn)．
步驟4：將步驟2、3重復(fù)兩次
①步驟3中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O
②步驟3中若滴定前不用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗滴定管，將會(huì)導(dǎo)致最終結(jié)果偏小（填“偏大”．“偏小”或“不變”）．
③若平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL，則產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O（其M=299g/mol）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78.3%．

Answer 1

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(jià)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(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀，加入氧化鎂，調(diào)節(jié)pH，可以促進(jìn)鐵離子的水解，將鐵離子轉(zhuǎn)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(zhì)，
（1）過氧化氫為共價(jià)化合物，氫原子與氧原子之間形成共用電子對(duì)；
（2）氯化鋇溶液，可以將硫酸根離子轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀，MgO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，使雜質(zhì)Fe³⁺形成沉淀完全除去．根據(jù)示意圖可知濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃；
（3）根據(jù)氫氧化鐵的Ksp計(jì)算溶液的氫氧根離子濃度，由此計(jì)算pH；
（4）氯酸鈉飽和溶液與氯化鎂生成氯化鈉；利用NaCl、Mg（ClO₃）₂的溶解度與溫度的關(guān)系，將溶液蒸發(fā)濃縮結(jié)晶、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶，最后過濾、洗滌，得到Mg（ClO₃）₂•6H₂O；
（5）①Cr₂O₇^2-能將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，根據(jù)電子得失守恒可寫離子方程式；
②若K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)未潤(rùn)洗滴定管，則標(biāo)準(zhǔn)液濃度偏小，用去的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，據(jù)此分析；
③根據(jù)化學(xué)反應(yīng)ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O以及Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，可以得出：ClO₃^-～6Fe²⁺，Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺，根據(jù)各個(gè)質(zhì)物之間的關(guān)系式可計(jì)算百分含量．

解答 解：（1）H₂O₂的電子式為：；
故答案為：；
（2）氯化鋇溶液，可以將硫酸根離子轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀，加入氧化鎂，調(diào)節(jié)pH，可以促進(jìn)鐵離子的水解，將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去，濾渣的主要成分為BaSO₄和Fe（OH）₃；
故答案為：Fe（OH）₃、BaSO₄；
（3）已知Fe（OH）₃的Ksp為8.0×10^-38，鐵離子的濃度為1×10^-5 mol/L，則c（OH^-）=$\root{3}{\frac{8.0×1{0}^{-38}}{1×1{0}^{-5}}}$mol/L=2×10^-11mol/L，故c（H⁺）=5×10^-4mol/L，故pH=3.3；
故答案為：3.3；
（4）加入NaClO₃飽和溶液發(fā)生反應(yīng)為：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，根據(jù)物質(zhì)的溶解度大小，溶液獲得Mg（ClO₃）₂•6H₂O晶體的方法：蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、冷卻結(jié)晶，
故答案為：MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；趁熱過濾；
（5）①Cr₂O₇^2-能將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
②若K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)未潤(rùn)洗滴定管，則標(biāo)準(zhǔn)液濃度偏小，用去的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，計(jì)算得的與K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)的Fe²⁺的物質(zhì)的量偏大，所以與Mg（ClO₃）₂反應(yīng)的Fe²⁺的物質(zhì)的量偏小，所以會(huì)導(dǎo)致計(jì)算出的產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的含量會(huì)偏��；
故答案為：偏��；
③根據(jù)化學(xué)方程式：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O以及Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，可以得出：ClO₃^-～6Fe²⁺，Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺，用0.100mol•L^-1 K₂Cr₂O₇溶液滴定至終點(diǎn)過程可以得出剩余的亞鐵離子的物質(zhì)的量為：0.100mol•L^-1×0.015L×6=0.009mol，和氯酸根離子反應(yīng)的亞鐵離子的物質(zhì)的量為：20×10^-3L×1.000mol•L^-1-0.009mol=0.011mol，氯酸根離子的物質(zhì)的量為：$\frac{1}{6}$×0.011mol，產(chǎn)品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：（$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{6}$×0.011×299g/mol）×10×$\frac{1}{3.5}$×100%=78.3%；
故答案為：78.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查對(duì)常見金屬元素及其化合物主要性質(zhì)的掌握，以及對(duì)離子反應(yīng)實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí)；同時(shí)考查應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)解決簡(jiǎn)單化學(xué)問題的能力以及對(duì)圖表的觀察、分析能力，物質(zhì)溶解度概念的應(yīng)用，晶體析出的方法，雜質(zhì)離子的除雜原則和試劑選擇，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，題目難度中等．