某研究小組用黃鐵礦(FeS2)、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應制備ClO2氣體,再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
30℃
30℃
℃,要達到此要求需要采取的措施是
水浴加熱
水浴加熱

(2)已知:黃鐵礦中的硫元素在酸性條件下可被ClO
 
-
3
氧化成SO
 
2-
4
,請寫出制備二氧化氯(ClO2)的離子方程式:
15ClO3-+FeS2+14H+═15ClO2+Fe3++7H2O+2SO42-
15ClO3-+FeS2+14H+═15ClO2+Fe3++7H2O+2SO42-

(3)該;瘜W學習小組擬以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標.若取NaClO3樣品6.0g,通過反應和吸收獲得400mL ClO2溶液,取此溶液20mL與37.00mL 0.500mol?L-1 (NH42Fe(SO42溶液充分反應后,過量的Fe2+再用0.050 0mol?L-1K2Cr2O7標準溶液滴定至終點,消耗K2Cr2O7標準溶液20.00mL.反應原理為:
4H++ClO2+5Fe2+═Cl-+5Fe3++2H2O
14H++Cr2O
 
2-
7
+6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O
試計算ClO2的“產(chǎn)率”(寫出計算過程).
分析:(1)依據(jù)圖象分析溫度再30°C時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)化學方程式的定量關系列式計算,以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標;
解答:解:(1)ClO2氣體的純度,且會影響ClO2的吸收率,依據(jù)圖象分析溫度再30°C時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制備ClO2氣體,氯酸跟離子在酸溶液中具有強氧化性,氧化FeS2為硫酸鐵和硫酸,本身被還原為反應的離子方程式為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)題干離子反應過程得到
   Cr2O72-~~~~~~~~~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)”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標,所以產(chǎn)率=
0.05mol×67.5g/mol
6.0g
×100%=56.25%
故答案為:56.25%
點評:本題考查了化學方程式計算應用,反應條件選擇,離子方程式書寫,題目難度中等.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:2011-2012學年云南省玉溪一中高二下學期期末考試化學試卷(帶解析) 題型:實驗題

(14分)某研究小組模擬工業(yè)上以黃鐵礦為原料制備硫酸的第一步反應:
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,進行以下實驗,并測定該樣品中FeS2樣品的純度(假設其它雜質(zhì)不參與反應)。

實驗步驟:稱取研細的樣品4.000g放入上圖b裝置中,然后在空氣中進行煅燒。為測定未反應高錳酸鉀的量(假設其溶液體積保持不變),實驗完成后取出d中溶液10mL置于錐形瓶里,用0.1000mol/L草酸(H2C2O4)標準溶液進行滴定。

(已知:5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O ="=" K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
請回答下列問題:
(1)稱量樣品質(zhì)量能否用托盤天平      (填“能”或“不能”);
(2)裝置a的作用是                      ;
(3)上述反應結(jié)束后,仍需通一段時間的空氣,其目的是        ;
(4)滴定時,發(fā)生反應的離子方程式為                        ,已知滴定管初讀數(shù)為0.10mL,末讀數(shù)如上圖所示,消耗草酸溶液的體積為   mL;
(5)該樣品中FeS2的純度為                   ;
(6)若用下圖裝置替代上述實驗裝置d,同樣可以達到實驗目的的是     。(填編號)

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科目:高中化學 來源:2013屆云南省高二下學期期末考試化學試卷(解析版) 題型:實驗題

(14分)某研究小組模擬工業(yè)上以黃鐵礦為原料制備硫酸的第一步反應:

4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,進行以下實驗,并測定該樣品中FeS2樣品的純度(假設其它雜質(zhì)不參與反應)。

實驗步驟:稱取研細的樣品4.000g放入上圖b裝置中,然后在空氣中進行煅燒。為測定未反應高錳酸鉀的量(假設其溶液體積保持不變),實驗完成后取出d中溶液10mL置于錐形瓶里,用0.1000mol/L草酸(H2C2O4)標準溶液進行滴定。

(已知:5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O == K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4

請回答下列問題:

(1)稱量樣品質(zhì)量能否用托盤天平       (填“能”或“不能”);

(2)裝置a的作用是                       

(3)上述反應結(jié)束后,仍需通一段時間的空氣,其目的是         ;

(4)滴定時,發(fā)生反應的離子方程式為                         ,已知滴定管初讀數(shù)為0.10mL,末讀數(shù)如上圖所示,消耗草酸溶液的體積為     mL;

(5)該樣品中FeS2的純度為                    ;

(6)若用下圖裝置替代上述實驗裝置d,同樣可以達到實驗目的的是      。(填編號)

 

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

某研究小組用黃鐵礦(FeS2)、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應制備ClO2氣體,再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數(shù)學公式氧化成SO數(shù)學公式,請寫出制備二氧化氯(ClO2)的離子方程式:______.
(3)該校化學學習小組擬以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標.若取NaClO3樣品6.0g,通過反應和吸收獲得400mL ClO2溶液,取此溶液20mL與37.00mL 0.500mol?L-1 (NH42Fe(SO42溶液充分反應后,過量的Fe2+再用0.050 0mol?L-1K2Cr2O7標準溶液滴定至終點,消耗K2Cr2O7標準溶液20.00mL.反應原理為:
4H++ClO2+5Fe2+═Cl-+5Fe3++2H2O
14H++Cr2O數(shù)學公式+6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O
試計算ClO2的“產(chǎn)率”(寫出計算過程).

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科目:高中化學 來源:模擬題 題型:填空題

(1)目前,我國采用“接觸法”制硫酸。有關接觸法制硫酸的下列說法中,正確的是_________。
A.二氧化硫的接觸氧化在合成塔中發(fā)生
B.吸收塔得到的硫酸濃度為98%
C.煅燒含硫48%的黃鐵礦時,若FeS2損失了2%,則S損失4%
D.接觸室中適宜條件是V2O5催化劑、高溫、常壓
E.接觸室中采取高溫是為了提高催化劑的活性和提高SO2的轉(zhuǎn)化率
(2)硫酸工廠排放的尾氣中,含少量二氧化硫。為防止污染大氣,在排放前必須進行尾氣處理并設法進行綜合利用。硫酸工廠排放尾氣中的SO2通常用足量石灰水吸收,然后再用稀硫酸處理。
①寫出上述過程的化學反應方程式:_____________________
②清說出這種尾氣處理方法的優(yōu)點(寫出兩點即可):_________________
③若某硫酸廠每天排放的1萬立方米(標準狀況)尾氣巾含0.2%(體積分數(shù))的SO2,通過上述方法處理,理論上需生石灰_______kg。
(3)某研究小組用NaOH溶液吸收尾氣中的二氧化硫,將所得的Na2SO3溶液進行電解循環(huán)再生,這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。其中陰陽膜組合循環(huán)再生機理如圖所示,a、b離子交換膜將電解槽分為三個區(qū)域,電極材料為石墨。
①圖中a表示____(填“陰”或“陽”)離子交換膜。 Na2SO3 A-E分別代表生產(chǎn)中的原料或產(chǎn)品,其中C為硫酸,則A表示_______,E表示__________。
②陽極的電極反應式為____________________。

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