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C1O2气体，再用水吸收该气体可得C1O2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C1O2气体的纯度，且会影响C1O2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FeS2、氯酸钠和硫酸溶液混合反应生成二氧化氯(C1O2)的离子方程式：_____________________。

(3)该小组拟以“m (C1O2) /m (NaC1O3) ”作为衡量C1O2产率的指标。若取NaC1O3样品6.0g，通过反应和吸收获得400mL C1O2溶液，取此溶液20mL与37.00mL0.500 mol·L-1 (NH4)2Fe (SO4)2溶液充分反应后，过量的Fe2+再用0.0500 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液20.00mL。反应原理为：

4H++ C1O2+5Fe2+=Cl-+5Fe3++2H2O

14H++ Cr2O72-+6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O

试计算C1O2的“产率”_______________（写出计算过程）。

Answer 1

【答案】 30℃ 水浴加热 15C1O3-+FeS2+14H+15ClO2↑+Fe3++7H2O+2SO42- 56.25%

【解析】试题分析：（1）据图可知，30℃时，ClO2的吸收率最大，所以反应时需要控制的适宜温度是30℃，要达到此要求需要采取的措施是水浴加热；（2）根据元素守恒和得失电子守恒可得方程式为15ClO3－+FeS2+14H+═15ClO2↑+Fe3++7H2O+2SO42－；（3）根据关系式进行求解，

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ClO20.0025mol×20=0.05mol；

以“m（ClO2）/m（NaClO3）”作为衡量ClO2产率的指标，

所以产率=0.05mol×67.5g/mol÷6.0g×100%=56.25%.