Question

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

（1）由圖可知，反應(yīng)時(shí)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(xiě)出制備二氧化氯的離子方程式 。

（3）某校化學(xué)學(xué)習(xí)小組擬以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標(biāo)。若取NaClO3樣品質(zhì)量6.0g，通過(guò)反應(yīng)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(yīng)，過(guò)量Fe2+再用0.0500mol·L—1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗20.00mL。反應(yīng)原理如下：

4H++ClO2+5Fe2+==Cl—+5Fe3++2H2O

14H++Cr2O72—+6Fe2+ ==2Cr3++6Fe3++7H2O

試計(jì)算ClO2的“產(chǎn)率”（請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)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(shí)最高，控制100℃以下可用水浴加熱，答案：30℃；

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

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

與ClO2反應(yīng)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(diǎn)：考查物質(zhì)組成分析與化學(xué)綜合計(jì)算題。