题目内容
以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备二氧化氯气体，再用水吸收获得二氧化氯溶液。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气体的吸收率。具体情况如图所示。请回答下列问题
（1）据图可知，反应时需要控制的适宜温度是 ℃，达到此要求采取的适宜措施是 。
（2）已知：黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3－氧化成SO42－，写出制备二氧化氯的离子方程式： 。
（3）某校化学学习小组拟以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作为衡量ClO2产率的指标。若取NaClO3样品质量6．0g，通过反应和吸收可得400 mL ClO2溶液，取出20 mL，加入37．00 mL 0．500mol·
(NH4)2Fe(SO4)2 溶液充分反应，过量Fe2+再用0．0500 mol· K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗20．00 mL。反应原理如下：
4H++ClO2+5Fe2+=
+5Fe3+ +2H2O 14H+ +
+6 Fe2+ =2Cr3+ + 6 Fe3+ +7H2O
试计算ClO2的“产率”。（写出计算过程）
（1）30℃，水浴加热（或水浴控制恒温）；（2）15ClO3-+FeS2+14H+=15ClO2+Fe3++7H2O+2SO42-
（3）与K2Cr2O7反应的n（Fe2+）=6n（Cr2O72-）=6×20×10-3L×0．0500mol/L=6×10-3mol；
与ClO2反应的n（Fe2+）=37×10-3L×0．0500mol/L-6×10-3mol=1．25×10-2mol
n(ClO2)=
×1．25×10-2mol=2．5×10-3mol
ClO2的产率=
解析试题分析：（1）据图可知，在20℃反应时ClO2气体制取纯度高，但是气体的吸收率较低，在30℃无论是反应制取ClO2气体纯度高还是气体的吸收率都较高。若温度再升高，制取ClO2气体纯度高还是气体的吸收率都降低。所以需要控制的适宜温度是30℃。达到此要求采取的适宜措施是水浴加热（或水浴控制恒温）。（3）由方程式4H++ClO2+5Fe2+=+5Fe3+ +2H2O 14H+ ++6 Fe2+ =2Cr3+ + 6 Fe3+ +7H2O可结合电子得失守恒可得1×n(Fe2+)=5×n(ClO2)+2×3×n(Cr2O72-)．与K2Cr2O7反应的n（Fe2+）=6n（Cr2O72-）=6×20×10-3L×0．0500mol/L=6×10-3mol；与ClO2反应的n（Fe2+）=37×10-3L× 0．0500mol/L -6×10-3mol=1．25×10-2mol。所以n(ClO2)=×1．25×10-2mol=2．5×10-3mol。ClO2的“产率”=
。
考点：考查反应条件的选择及采取的方法、氧化还原反应中的电子守恒、物质的产率的计算的知识。
常温下，在pH＝13的无色溶液中，可以大量共存的一组离子是
| A．Na＋、SO32－、AlO2－、NO3－ |
| B．CO32－、NO3－、HCO3－、Na＋ |
| C．NH4＋、NO3－ 、K＋、SO42－ |
| D．MnO4－、K＋、Na＋、SO32－ |
2SO2＋2ZnO所涉及的物质中，发生氧化反应的物质是 ，不含离子键的化合物是 .
、
两两组合而成。为了确定这四种化合物的成分，某同学进行了如下实验操作：
氧化铜矿石含有CuO和Cu2(OH) 2CO3，还含有Fe2O3、FeO和SiO2等。铜、铁是畜禽所必需的微量元素。某饲料厂联合生产硫酸铜和硫酸亚铁工艺流程如下：
（1）氧化铜矿石粉碎的目的是 。
（2）写出“酸浸”中Cu2(OH) 2CO3发生反应的离子方程式 。
（3）“中和/过滤”中加入CaCO3的目的是 。
（4）上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有 。
（5）加入铁屑的作用是 、 。
（6）下表和下图为“烘干粉碎”的试验结果。
硫酸亚铁干燥曲线图
| 序号 | t/h | t/℃ | m/g | x |
| 1 | 3 | 80 | 5 | 4 |
| 2 | 3 | 160 | 10 | 1 |
| 3 | 4 | 160 | 10 | 0.8 |
| 4 | 4 | 160 | 5 | 0 |
| 5 | 5 | 80 | 5 | 3 |
| 6 | 5 | 160 | 15 | 1 |
表2．硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)干燥试验表
表2中，m为CuSO4·5H2O晶体的质量，x为干燥后所得晶体中结晶水的个数。据此可确定由CuSO4·5H2O和FeSO4·7H2O脱水得流程中所示产品的适宜工艺条件分别为 ， （分别指出两条件的温度和时间）。
KMnO4酸性溶液与草酸（H2C2O4）溶液反应时，溶液紫色会逐渐褪去。某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法，研究外界条件对反应速率的影响。该实验条件作如下限定：
①所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择：0.02 mol·L-1、0.002 mol·L-1；
②所用H2C2O4溶液的浓度可选择：0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1；
③每次实验时KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL。
（1）若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响，通过变换这些实验条件，至少需要完成____ 组实验进行对比即可得出结论。
（2）在其它条件相同的情况下，某同学改变KMnO4酸性溶液的浓度，测得实验数据（从混合振荡均匀开始计时）如下表所示：
| KMnO4酸性溶液浓度 （mol·L-1） | 溶液褪色所需时间（min） | | ||
| 第一次 | 第二次 | 第三次 | ||
| 0.02 | 14 | 13 | 11 | |
| 0.002 | 6.7 | 6.6 | 6.7 | |
①用0.002 mol/L KMnO4酸性溶液进行实验时，KMnO4的平均反应速率（忽略混合前后溶液体积变化）。
②依据表中数据，不能得出“溶液的褪色所需时间越短，反应速率越快”的结论。某同学设计以下方案，可以直接得出“褪色时间越短，反应的速率越快”结论。
| KMnO4酸性溶液 | H2C2O4溶液 | ||
| 浓度/ mol/L | 体积(ml) | 浓度/ mol/L | 体积（ml） |
| 0.02 | 2 | b | 4 |
| a | 2 | c | 4 |
则表中a= ；b= ；c= 。
（3）草酸电离常数：Ka1=5.9×10-2，Ka2=6.4×10-5。与KMnO4反应时，它将转化为CO2和H2O。
①草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为 。
②室温下，0.1mol·L-1 KHC2O4酸溶液中pH 7，理由是 。
（4）测得某次实验（恒温）时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图。请解释n(Mn2+)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因： 。
