Question

用水吸收該氣體可得ClO₂溶液。在此過程中需要控制適宜的溫度，若溫度不當，副反應增加，影響生成ClO₂氣體的純度，且會影響ClO₂的吸收率，具體情況如圖所示。

(1) 據(jù)圖可知，反應時需要控制的適宜溫度是________℃，要達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ClO氧化成SO，請寫出FeS₂、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應生成二氧化氯(ClO₂)的離子方程式：______________________。

(3) 該小組擬以“m(ClO₂)/m(NaClO₃)”作為衡量ClO₂產(chǎn)率的指標。若取NaClO₃樣品6.0 g，通過反應和吸收獲得400 mL ClO₂溶液，取此溶液20 mL與37.00 mL 0.500 mol·L^－1 (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液充分反應后，過量的Fe^2＋再用0.050 0 mol·L^－1 K₂Cr₂O₇標準溶液滴定至終點，消耗K₂Cr₂O₇標準溶液20.00 mL。反應原理為：

4H^＋＋ClO₂＋5Fe^2＋===Cl^－＋5Fe^3＋＋2H₂O

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

試計算ClO₂的“產(chǎn)率”(寫出計算過程)。

Answer 1

(1) 30℃(2分)　水浴加熱(或水浴控制恒溫等合理答案均可)(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的產(chǎn)率＝[(2.5×10^－3 mol×20×67.5 g·mol^－1)/6.0 g]×100%＝56.25%(7分)