Question

【题目】某研究小组用黄铁矿（FeS2）、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2气体，再用水吸收该气体可得ClO2溶液．在此过程中需要控制适宜的温度，若温度不当，副反应增加，影响生成ClO2气体的纯度，且会影响ClO2的吸收率，具体情况如图所示．
（1）据图可知，反应时需要控制的适宜温度是℃，要达到此要求需要采取的措施是 ．
（2）已知：黄铁矿中的硫元素在酸性条件下可被ClO3﹣氧化成SO42﹣ ， 请写出制备二氧化氯（ClO2）的离子方程式： ．
（3）该校化学学习小组拟以“ ”作为衡量ClO2产率的指标．若取NaClO3样品6.0g，通过反应和吸收获得400mL ClO2溶液，取此溶液20mL与37.00mL 0.500molL﹣1 （NH4）2Fe（SO4）2溶液充分反应后，过量的Fe2+再用0.050 0molL﹣1K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液20.00mL．反应原理为： 4H++ClO2+5Fe2+═Cl﹣+5Fe3++2H2O
14H++Cr2O72﹣+6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O
试计算ClO2的“产率”（写出计算过程）．

Answer 1

【答案】
（1）30℃；水浴加热
（2）15ClO3﹣+FeS2+14H+═15ClO2+Fe3++7H2O+2SO42﹣
（3）依据题干离子反应过程得到

Cr2O72﹣～～～～～～	6Fe2+
1	6
0.050 0molL﹣1×0.020L	0.006mol

ClO2～～～～	5Fe2+
1	5
0.0025mol	0.037L×0.500molL﹣1﹣0.006mol

400mL ClO2溶液中含ClO2 0.0025mol×20=0.05mol；

以“m（ClO2）/m（NaClO3）”作为衡量ClO2产率的指标，所以产率= ×100%=56.25%

【解析】解：（1）ClO2气体的纯度，且会影响ClO2的吸收率，依据图象分析温度再30°C时ClO2的吸收率最大纯度90%以上，控制100°C以下的 温度需要用水浴加热；

故答案为：30℃；水浴加热；（2）用黄铁矿（FeS2）、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2气体，氯酸跟离子在酸溶液中具有强氧化性，氧化FeS2为硫酸铁和硫酸，本身被还原为反应的离子方程式为ClO2；结合原子守恒、电子守恒配平写出离子方程式为：15ClO3﹣+FeS2+14H+═15ClO2+Fe3++7H2O+2SO42﹣；

答案为：15ClO3﹣+FeS2+14H+═15ClO2+Fe3++7H2O+2SO42﹣；（3）依据题干离子反应过程得到

Cr2O72﹣～～～～～～	6Fe2+
1	6
0.050 0molL﹣1×0.020L	0.006mol

ClO2～～～～	5Fe2+
1	5
0.0025mol	0.037L×0.500molL﹣1﹣0.006mol

400mL ClO2溶液中含ClO2 0.0025mol×20=0.05mol；

以“m（ClO2）/m（NaClO3）”作为衡量ClO2产率的指标，所以产率= ×100%=56.25%

故答案为：56.25%

（1）依据图象分析温度再30°C时ClO2的吸收率最大纯度90%以上；控制100°C以下的 温度需要用水浴加热；（2）用黄铁矿（FeS2）、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2气体，依据原子守恒，电子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式；（3）依据化学方程式的定量关系列式计算，以“m（ClO2）/m（NaClO3）”作为衡量ClO2产率的指标；