Question

9．過氧化鎂（MgO₂）易溶于稀酸，溶于酸后產(chǎn)生過氧化氫，在醫(yī)學(xué)上可作為解酸劑等．過氧化鎂產(chǎn)品中常會混有少量MgO，實驗室可通過多種方案測定樣品中過氧化鎂的含量•
（1）某研究小組擬用如圖裝置測定一定質(zhì)量的樣品中過氧化鎂的含量．
①實驗開始之前應(yīng)該檢查裝置的氣密性稀鹽酸中加入少量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實驗結(jié)束后，待恢復(fù)至室溫，將右側(cè)刻度管緩緩向下移動直到兩側(cè)液面相平，再平視刻度線讀數(shù)．
（2）實驗室還可通過以下方案測定樣品中過氧化鎂的含量：取a g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，過濾、洗滌后，將濾渣充分灼燒，最終得到b g固體．已知：常溫下Ksp[Mg（OH）₂]=1×10^-11．為使溶液中的Mg2+完全沉淀[即溶液中c（Mg²⁺）≤1×10^-5mol/L]，溶液的pH至少應(yīng)調(diào)至11．則樣品中過氧化鎂的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{7（a-b）}{2a}$ （用含a、b的表達式表示）．
（3）實驗室中某含Mg²⁺的溶液中混有Fe³⁺，可用Mg（OH）₂調(diào)溶液PH值除去Fe³⁺，寫出該沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=3Mg²⁺+2Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）①實驗前需進行的操作是檢查裝置的氣密性；通過測量雙氧水分解生成的氧氣，可檢測過氧化鎂的含量，而氯化鐵能作催化劑加快雙氧水的分解，加快反應(yīng)速率，過氧化鎂是離子化合物，據(jù)此寫出電子式；
（2）根據(jù)氫氧化鎂的溶度積，計算出溶液中氫氧根離子的濃度，求出溶液的PH；質(zhì)量b是氧化鎂，質(zhì)量a是過氧化鎂和氧化鎂雜質(zhì)質(zhì)量，設(shè)出二者物質(zhì)的量，列式計算出各自物質(zhì)的量，最后根據(jù)過氧化鎂的物質(zhì)的量，算出其質(zhì)量分數(shù)；
（3）用Mg（OH）₂調(diào)溶液PH值除去Fe³⁺，利用氫氧化鎂和溶液中氫離子反應(yīng)促進鐵離子水解正向進行，生成氫氧化鐵沉淀．

解答 解：（1）①實驗裝置連接好以后，實驗前需進行的操作是檢查裝置的氣密性；過氧化鎂溶于水生成雙氧水，雙氧水易分解，通過測量雙氧水分解生成的氧氣，可檢測過氧化鎂的含量，而氯化鐵能作催化劑加快雙氧水的分解，加快反應(yīng)速率，過氧化鎂是離子化合物，其電子式為，
故答案為：檢查裝置的氣密性；用作催化劑（或催化H₂O₂的分解）；；
（2）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，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)過氧化鎂的物質(zhì)的量是xmol，氧化鎂物質(zhì)的量是ymol，則56x+40y=a，（x+y）×40=b，解得x=$\frac{a-b}{16}$，方案I中過氧化鎂的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{\frac{a-b}{16}×56}{a}$=$\frac{7（a-b）}{2a}$，
故答案是：11； $\frac{7（a-b）}{2a}$；
（3）用Mg（OH）₂調(diào)溶液PH值除去Fe³⁺，利用氫氧化鎂和溶液中氫離子反應(yīng)促進鐵離子水解正向進行，生成氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的；離子方程式為：3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=3Mg²⁺+2Fe（OH）₃，故答案為：3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=3Mg²⁺+2Fe（OH）₃．

點評 該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，試題綜合性強，側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴謹?shù)膶嶒炘O(shè)計、操作能力；該類試題主要是以常見儀器的選用、實驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規(guī)范性和準確性及靈活運用知識解決實際問題的能力．