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C1O2氣體，再用水吸收該氣體可得C1O2溶液。在此過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C1O2氣體的純度，且會(huì)影響C1O2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FeS2、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應(yīng)生成二氧化氯(C1O2)的離子方程式：_____________________。

(3)該小組擬以“m (C1O2) /m (NaC1O3) ”作為衡量C1O2產(chǎn)率的指標(biāo)。若取NaC1O3樣品6.0g，通過反應(yīng)和吸收獲得400mL C1O2溶液，取此溶液20mL與37.00mL0.500 mol·L-1 (NH4)2Fe (SO4)2溶液充分反應(yīng)后，過量的Fe2+再用0.0500 mol·L-1 K2Cr2O7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++ C1O2+5Fe2+=Cl-+5Fe3++2H2O

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

試計(jì)算C1O2的“產(chǎn)率”_______________（寫出計(jì)算過程）。

Answer 1

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

【解析】試題分析：（1）據(jù)圖可知，30℃時(shí)，ClO2的吸收率最大，所以反應(yīng)時(shí)需要控制的適宜溫度是30℃，要達(dá)到此要求需要采取的措施是水浴加熱；（2）根據(jù)元素守恒和得失電子守恒可得方程式為15ClO3－+FeS2+14H+═15ClO2↑+Fe3++7H2O+2SO42－；（3）根據(jù)關(guān)系式進(jìn)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）”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標(biāo)，

所以產(chǎn)率=0.05mol×67.5g/mol÷6.0g×100%=56.25%.