Question

【題目】某研究小組用黃鐵礦（FeS2）、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應(yīng)制備ClO2氣體，再用水吸收該氣體可得ClO2溶液．在此過(guò)程中需要控制適宜的溫度，若溫度不當(dāng)，副反應(yīng)增加，影響生成ClO2氣體的純度，且會(huì)影響ClO2的吸收率，具體情況如圖所示．
（1）據(jù)圖可知，反應(yīng)時(shí)需要控制的適宜溫度是℃，要達(dá)到此要求需要采取的措施是 ．
（2）已知：黃鐵礦中的硫元素在酸性條件下可被ClO3﹣氧化成SO42﹣ ， 請(qǐng)寫出制備二氧化氯（ClO2）的離子方程式： ．
（3）該校化學(xué)學(xué)習(xí)小組擬以“ ”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標(biāo)．若取NaClO3樣品6.0g，通過(guò)反應(yīng)和吸收獲得400mL ClO2溶液，取此溶液20mL與37.00mL 0.500molL﹣1 （NH4）2Fe（SO4）2溶液充分反應(yīng)后，過(guò)量的Fe2+再用0.050 0molL﹣1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL．反應(yīng)原理為： 4H++ClO2+5Fe2+═Cl﹣+5Fe3++2H2O
14H++Cr2O72﹣+6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O
試計(jì)算ClO2的“產(chǎn)率”（寫出計(jì)算過(guò)程）．

Answer 1

【答案】
（1）30℃；水浴加熱
（2）15ClO3﹣+FeS2+14H+═15ClO2+Fe3++7H2O+2SO42﹣
（3）依據(jù)題干離子反應(yīng)過(guò)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）”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標(biāo)，所以產(chǎn)率= ×100%=56.25%

【解析】解：（1）ClO2氣體的純度，且會(huì)影響ClO2的吸收率，依據(jù)圖象分析溫度再30°C時(shí)ClO2的吸收率最大純度90%以上，控制100°C以下的 溫度需要用水浴加熱；

故答案為：30℃；水浴加熱；（2）用黃鐵礦（FeS2）、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應(yīng)制備ClO2氣體，氯酸跟離子在酸溶液中具有強(qiáng)氧化性，氧化FeS2為硫酸鐵和硫酸，本身被還原為反應(yīng)的離子方程式為ClO2；結(jié)合原子守恒、電子守恒配平寫出離子方程式為：15ClO3﹣+FeS2+14H+═15ClO2+Fe3++7H2O+2SO42﹣；

答案為：15ClO3﹣+FeS2+14H+═15ClO2+Fe3++7H2O+2SO42﹣；（3）依據(jù)題干離子反應(yīng)過(guò)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）”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標(biāo)，所以產(chǎn)率= ×100%=56.25%

故答案為：56.25%

（1）依據(jù)圖象分析溫度再30°C時(shí)ClO2的吸收率最大純度90%以上；控制100°C以下的 溫度需要用水浴加熱；（2）用黃鐵礦（FeS2）、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應(yīng)制備ClO2氣體，依據(jù)原子守恒，電子守恒和電荷守恒配平書寫離子方程式；（3）依據(jù)化學(xué)方程式的定量關(guān)系列式計(jì)算，以“m（ClO2）/m（NaClO3）”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標(biāo)；