Question

(10分)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。具体情况如下图所示。请回答下列问题：

（1）由图可知，反应时需要控制的适宜温度是 ℃。

（2）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500mLClO2溶液，取出25.00mL，加入42.00mL0.500mol·L—1(NH4)2Fe(SO4)2 溶液充分反应，过量Fe2+再用0.0500mol·L—1K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗20.00mL。反应原理如下：

4H++ClO2+5Fe2+==Cl—+5Fe3++2H2O

14H++Cr2O72—+6Fe2+ ==2Cr3++6Fe3++7H2O

试计算ClO2的“产率”（请写出计算过程）。

Answer 1

21.（1）30℃ （2）15ClO3—+FeS2+14H+==15ClO2↑+Fe3++7H2O+2SO42- （3）67.5%

【解析】

试题分析：（1）由图可知，ClO2气体的吸收率30℃时最高，控制100℃以下可用水浴加热，答案：30℃；

⑵-1价的S被氧化成+6价，+2的Fe被氧化成Fe3＋，ClO3―被还原成ClO2，根据化合价升降法配平得方程式，答案：15ClO3—+FeS2+14H+==15ClO2↑+Fe3++7H2O+2SO42-

⑶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+)=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的产率=(3×10-3mol ×67.5g/mol×20)÷6.0g×100%=67.5% （2分）

考点：考查物质组成分析与化学综合计算题。