Question

某研究小组用黄铁矿（FeS2）、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2气体，再用水吸收该气体可得ClO2溶液．在

某研究小组用黄铁矿（FeS2）、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2气体，再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ClO3-氧化成SO42-，请写出制备二氧化氯（ClO2）的离子方程式：______．（3）该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6.0g，通过反应和吸收获得400mL ClO2溶液，取此溶液20mL与37.00mL 0.500mol?L-1 （NH4）2Fe（SO4）2溶液充分反应后，过量的Fe2+再用0.050 0mol?L-1K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液20.00mL．反应原理为：4H++ClO2+5Fe2+═Cl-+5Fe3++2H2O14H++Cr2O72-+6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O试计算ClO2的“产率”（写出计算过程）．

Answer 1

（1）ClO₂气体的纯度，且会影响ClO₂的吸收率，依据图象分析温度再30°C时ClO₂的吸收率最大纯度90%以上，控制100°C以下的 温度需要用水浴加热；
故答案为：30℃；水浴加热；
（2）用黄铁矿（FeS₂）、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO₂气体，氯酸跟离子在酸溶液中具有强氧化性，氧化FeS₂为硫酸铁和硫酸，本身被还原为反应的离子方程式为ClO₂；结合原子守恒、电子守恒配平写出离子方程式为：15ClO₃^-+FeS₂+14H⁺═15ClO₂+Fe³⁺+7H₂O+2SO₄^2-；
答案为：15ClO₃^-+FeS₂+14H⁺═15ClO₂+Fe³⁺+7H₂O+2SO₄^2-；
（3）依据题干离子反应过程得到
   Cr₂O₇^2-～～～～～～～～～6Fe²⁺
   　1　　　                 6
 0.050 0mol?L^-1×0.020L      0.006mol
   ClO₂～～～～～5Fe²⁺
     1            5
    0.0025mol   0.037L×0.500mol?L^-1-0.006mol
400mL ClO₂溶液中含ClO₂ 0.0025mol×20=0.05mol；
以“m（ClO₂）/m（NaClO₃）”作为衡量ClO₂产率的指标，所以产率=

0.05mol×67.5g/mol

6.0g

×100%=56.25%
故答案为：56.25%