Question

(10分)以黃鐵礦(FeS2)、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應制備二氧化氯氣體，再用水吸收獲得二氧化氯溶液。在此過程中需要控制適宜的溫度，若溫度不當，副反應增加，影響生成ClO2氣體的純度，且會影響ClO2氣體的吸收率。具體情況如下圖所示。請回答下列問題：

（1）由圖可知，反應時需要控制的適宜溫度是 ℃。

（2）黃鐵礦中的硫元素在酸性條件下被ClO3—氧化成SO42—，寫出制備二氧化氯的離子方程式 。

（3）某校化學學習小組擬以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標。若取NaClO3樣品質(zhì)量6.0g，通過反應和吸收可得500mLClO2溶液，取出25.00mL，加入42.00mL0.500mol·L—1(NH4)2Fe(SO4)2 溶液充分反應，過量Fe2+再用0.0500mol·L—1K2Cr2O7標準溶液滴定至終點，消耗20.00mL。反應原理如下：

4H++ClO2+5Fe2+==Cl—+5Fe3++2H2O

14H++Cr2O72—+6Fe2+ ==2Cr3++6Fe3++7H2O

試計算ClO2的“產(chǎn)率”（請寫出計算過程）。

Answer 1

21.（1）30℃ （2）15ClO3—+FeS2+14H+==15ClO2↑+Fe3++7H2O+2SO42- （3）67.5%

【解析】

試題分析：（1）由圖可知，ClO2氣體的吸收率30℃時最高，控制100℃以下可用水浴加熱，答案：30℃；

⑵-1價的S被氧化成+6價，+2的Fe被氧化成Fe3＋，ClO3―被還原成ClO2，根據(jù)化合價升降法配平得方程式，答案：15ClO3—+FeS2+14H+==15ClO2↑+Fe3++7H2O+2SO42-

⑶與K2Cr2O7反應的n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×20×10-3L×0.0500mol/L=6×10-3mol

與ClO2反應的n(Fe2+)=42×10-3 L×0.500mol/L－6×10-3mol=1.5×10-2mol（2分）

n(ClO2)=1/5×1.5×10-2=3×10-3mol（2分）

ClO2的產(chǎn)率=(3×10-3mol ×67.5g/mol×20)÷6.0g×100%=67.5% （2分）

考點：考查物質(zhì)組成分析與化學綜合計算題。