Question

7．過(guò)氧化鎂MgO₂易溶于稀酸，溶于酸后產(chǎn)生過(guò)氧化氫，在醫(yī)學(xué)上可作為解酸劑等．過(guò)氧化鎂產(chǎn)品中�；煊猩倭縈gO，實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)多種方案測(cè)定樣品過(guò)氧化鎂的含量．
（1）某研究小組擬用如圖裝置測(cè)定一定質(zhì)量的樣品中過(guò)氧化鎂的含量．
①稀鹽酸中加入少量FeCl₃溶液的作用是用作催化劑（或催化H₂O₂的分解），MgO₂的電子式為．
②分液漏斗上端連接的橡皮管的作用有兩個(gè)：
一：使分液漏斗中的溶液順利滴下；
二：消除滴入溶液的體積對(duì)所測(cè)氣體體積的影響．
（2）實(shí)驗(yàn)室還可通過(guò)下列兩種方案測(cè)定樣品中過(guò)氧化鎂的含量：
方案I：取mg樣品，加入足量稀鹽酸，充分反應(yīng)后再加入NaOH溶液至Mg²⁺沉淀完全，過(guò)濾、洗滌后，將濾渣充分灼燒，最終得到ng固體．
①已知常溫下Ksp[Mg（OH）₂]=1.0×10^-11．為使方案I中Mg²⁺完全沉淀[即溶液中c （Mg²⁺）≤10^-5mol•L^-1]，溶液的pH至少應(yīng)調(diào)至11．方案I中過(guò)氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{7（m-n）}{2m}$（用含m、n的表達(dá)式表示）．
方案II：稱(chēng)取0.56g樣品置于碘量瓶中，加入KI溶液和足量鹽酸，搖勻后在暗處?kù)o置5min，然后用0.1mol•L^-11Na₂S₂O₃溶液滴定，滴定到終點(diǎn)時(shí)共消耗VmL Na₂S₂O₃溶液．
（已知：I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI）
②方案II中加入0.1mol•L^-1KI溶液的體積至少為200mL，滴定前需加入少量淀粉溶液作指示劑，樣品中過(guò)氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005V（用含V的表達(dá)式表示）．

Answer 1

分析 （1）①通過(guò)測(cè)量雙氧水分解生成的氧氣，可檢測(cè)過(guò)氧化鎂的含量，而氯化鐵能作催化劑加快雙氧水的分解，加快反應(yīng)速率，過(guò)氧化鎂是離子化合物，據(jù)此寫(xiě)出電子式；
②氣體的體積受溫度和壓強(qiáng)影響大，分液漏斗上端連接的橡皮管的作用是保持恒壓，用恒壓分液漏斗的優(yōu)點(diǎn)還有消除滴入溶液的體積對(duì)所測(cè)氣體體積的影響，使分液漏斗中的溶液順利滴下；
（2）方案I根據(jù)氫氧化鎂的溶度積，計(jì)算出溶液中氫氧根離子的濃度，求出溶液的PH；質(zhì)量n是氧化鎂，質(zhì)量m是過(guò)氧化鎂和氧化鎂雜質(zhì)質(zhì)量，設(shè)出二者物質(zhì)的量，列式計(jì)算出各自物質(zhì)的量，最后根據(jù)過(guò)氧化鎂的物質(zhì)的量，算出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
方案Ⅱ加入0.1mol•L^-1KI溶液的要使過(guò)氧化鎂完全反應(yīng)，根據(jù)電子守恒可知關(guān)系式MgO₂～2KI，據(jù)此計(jì)算KI溶液的體積，由于碘遇淀粉顯藍(lán)色，加入少量淀粉溶液作指示劑；根據(jù)電子守恒找出關(guān)系式MgO₂～2KI～I(xiàn)₂～2Na₂S₂O₃，計(jì)算出過(guò)氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）①實(shí)驗(yàn)裝置連接好以后，實(shí)驗(yàn)前需進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性；過(guò)氧化鎂溶于水生成雙氧水，雙氧水易分解，通過(guò)測(cè)量雙氧水分解生成的氧氣，可檢測(cè)過(guò)氧化鎂的含量，而氯化鐵能作催化劑加快雙氧水的分解，加快反應(yīng)速率，過(guò)氧化鎂是離子化合物，據(jù)此寫(xiě)出電子式為；
故答案為：用作催化劑（或催化H₂O₂的分解）；；
②由于氣體的體積受溫度和壓強(qiáng)影響大，所以用恒壓分液漏斗的優(yōu)點(diǎn)還有消除滴入溶液的體積對(duì)所測(cè)氣體體積的影響，使分液漏斗中的溶液順利滴下，
故答案為：消除滴入溶液的體積對(duì)所測(cè)氣體體積的影響；
（2）方案I根據(jù)氫氧化鎂的溶度積常數(shù)可知，當(dāng)溶液中c（Mg²⁺）=l×10^-5mol/L時(shí)，K_sp[Mg（OH）₂]=1×10^-11=c（Mg²⁺）•c²（OH^-），溶液中OH^-濃度等于1×10^-3mol/L，所以溶液的pH=11，設(shè)過(guò)氧化鎂的物質(zhì)的量是xmol，氧化鎂物質(zhì)的量是ymol，則56x+40y=m，（x+y）×40=n，解得x=$\frac{m-n}{16}$，方案I中過(guò)氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{\frac{m-n}{16}×56}{m}$=$\frac{7（m-n）}{2m}$，
故答案是：11；$\frac{7（m-n）}{2m}$；
方案Ⅱ0.56g樣品置于碘量瓶中，假設(shè)樣品中都是MgO₂，則其物質(zhì)的量為0.01mol，加入0.1mol•L^-1KI溶液的要使過(guò)氧化鎂完全反應(yīng)，根據(jù)電子守恒可知關(guān)系式MgO₂～2KI，所以KI溶液的體積為$\frac{0.01mol×2}{0.1mol•{L}^{-1}}$=0.2L=200mL，由于碘遇淀粉顯藍(lán)色，加入少量淀粉溶液作指示劑，用0.1mol•L^-11Na₂S₂O₃溶液滴定，滴定到終點(diǎn)時(shí)共消耗VmL，則的物質(zhì)的量為V×10^-4mol，根據(jù)電子守恒找出關(guān)系式MgO₂～2KI～I(xiàn)₂～2Na₂S₂O₃，計(jì)算出過(guò)氧化鎂的物質(zhì)的量為$\frac{1}{2}$×V×10^-4mol，所以過(guò)氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{\frac{1}{2}×V×1{0}^{-4}×56}{0.56}$=0.005V，
故答案為：200；淀粉溶液；0.005V．

點(diǎn)評(píng) 該題是高考中的常見(jiàn)題型，屬于中等難度的試題，試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作能力．