Question

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ClO氧化成SO，请写出FeS₂、氯酸钠和硫酸溶液混合反应生成二氧化氯(ClO₂)的离子方程式：______________________。

(3) 该小组拟以“m(ClO₂)/m(NaClO₃)”作为衡量ClO₂产率的指标。若取NaClO₃样品6.0 g，通过反应和吸收获得400 mL ClO₂溶液，取此溶液20 mL与37.00 mL 0.500 mol·L^－1 (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液充分反应后，过量的Fe^2＋再用0.050 0 mol·L^－1 K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇标准溶液20.00 mL。反应原理为：

4H^＋＋ClO₂＋5Fe^2＋===Cl^－＋5Fe^3＋＋2H₂O

14H^＋＋Cr₂O＋6Fe^2＋===2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O

试计算ClO₂的“产率”(写出计算过程)。

Answer 1

(1) 30℃(2分)　水浴加热(或水浴控制恒温等合理答案均可)(2分)

(2) 15ClO＋FeS₂＋14H^＋===15ClO₂＋Fe^3＋＋7H₂O＋2SO(2分)

(3) 由 Cr₂O　　～　　　　　　6Fe^2＋

　　　1　　　　　　　　　　　6

0．05 mol·L^－1×20 mL×10^－3　　n(Fe^2＋)

得n(Fe^2＋)＝6×10^－3 mol

由ClO₂　　～　　5Fe^2＋

1　　　　　　　5

n(ClO₂)　0.5 mol·L^－1×37 mL×10^－3－6×10^－3 mol

得n(ClO₂) ＝2.5×10^－3 mol

所以，ClO₂的产率＝[(2.5×10^－3 mol×20×67.5 g·mol^－1)/6.0 g]×100%＝56.25%(7分)