Question

(14分) Mg(ClO₃)₂常用作催熟劑、除草劑等，下圖為制備少量Mg(ClO₃)₂·6H₂O的方法：

已知：1、鹵塊主要成分為MgCl₂·6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等雜質。
2、幾種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如上圖。
（1）加入BaCl₂的目的是除_________，如何判斷該離子已除盡_____________________。
（2）加入NaClO₃飽和溶液會發生反應：MgCl₂＋2NaClO₃==Mg(ClO₃)₂＋2NaCl↓，請利用該反應，結合溶解度圖，制取Mg(ClO₃)₂·6H₂O的實驗步驟依次為：
①取樣，加入NaClO₃飽和溶液充分反應；②蒸發濃縮；③        ；④冷卻結晶；
⑤過濾、洗滌，獲得Mg(ClO₃)₂·6H₂O晶體。
產品中Mg(ClO₃)₂·6H₂O含量的測定：
步驟1：準確稱量3.50g產品溶解定容成100mL溶液。
步驟2：取10mL配好的溶液于錐形瓶中，加入10mL稀硫酸和20mL1.000mol/L的FeSO₄溶液，微熱。
步驟3：冷卻至室溫，用0.100mol/L K₂Cr₂O₇溶液滴定至終點，此過程中反應的離子方程式為：
Cr₂O₇^2－＋6Fe^2＋＋14H^＋==2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O。
步驟4：將步驟2、3重復兩次，平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL。
（3）寫出步驟2中所發生反應的離子方程式                                      。
（4）步驟3中若滴定前用標準液潤洗滴定管，會導致最終結果     （填“偏大”、“偏小”或“不變”）。
（5）產品中Mg(ClO₃) ₂·6H₂O的質量分數為        (計算結果保留兩位小數) 。

Answer 1

（14分）(1) SO₄^2-  （2分）     
靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無白色沉淀，則SO₄^2-已沉淀完全（2分）
（2）趁熱過濾 （2分）
（3）6H⁺+ClO₃^-+6Fe²⁺==6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O （3分）
（4）不變 （2分）
（5） 78.31% （3分）

試題分析：（1）加入BaCl₂的目的是除去SO₄^2-，鋇離子與硫酸根離子結合呈硫酸鋇沉淀，過濾除去；檢驗SO₄^2-是否除盡的方法是靜置，取上層清液加入BaCl₂，若無白色沉淀，則SO₄^2-已沉淀完全；
（2）Mg(ClO₃)₂的溶解度受溫度變化影響大，溫度高時溶解度較大，溫度低時溶解度較小，所以需要趁熱過濾除去氯化鈉；
（3）步驟2中所發生反應是ClO₃^-與Fe²⁺在酸性條件下的氧化還原反應，生成氯離子和鐵離子、水，離子方程式為6H⁺+ClO₃^-+6Fe²⁺==6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
（4）滴定管在加入標準液前必須用標準液潤洗，所以最終結果不變；
（5）根據消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL可計算未被ClO₃^-氧化的亞鐵離子的物質的量是0.015L×0.1mol/L×6=0.009mol，則被ClO₃^-氧化的亞鐵離子的物質的量是0.02L×1mol/L-0.009mol=0.011mol，則100mL溶液中ClO₃^-的物質的量是0.011mol×1/6×10=0.11/6mol,則樣品中Mg(ClO₃) ₂·6H₂O的質量為0.11/6mol/2×299g/mol=2.741g，所以產品中Mg(ClO₃) ₂·6H₂O的質量分數為2.741g/3.5g×100%=78.31%.