Question

用二氧化氯（ClO₂）、高鐵酸鈉（Na₂FeO₄摩爾質量為166g?mol^-1）等新型凈水劑替代傳統的凈水劑Cl₂對淡水進行消毒是城市飲用水處理新技術．ClO₂和Na₂FeO₄在水處理過程中分別被還原為Cl^-和Fe³⁺．
（1）如果以單位質量的氧化劑所得到的電子數來表示消毒效率，那么，ClO₂、Na₂FeO₄、Cl₂三種消毒殺菌劑的消毒效率由大到小的順序是

 

＞

 

＞

 

．
（2）高鐵酸鈉之所以能凈水，除它本身具有強氧化性外，另一個原因可能是：

 

．
（3）二氧化氯是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，其熔點為-59°C，沸點為11.0°C，易溶于水．ClO₂可以看做是亞氯酸（HClO₂）和氯酸（HClO₃）的混合酸酐．工業上用稍潮濕的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60°C時反應制得．某學生用如圖所示的裝置模擬工業制取及收集ClO₂，其中A為ClO₂的發生裝置，B為ClO₂的凝集裝置，C為尾氣吸收裝置．請問：
①A部分還應添加溫度控制（如水浴加熱）裝置，B部分還應補充什么裝置

 

；
②C中應裝的試劑為

 

．C中發生反應的化學方程式為：

 

．

Answer 1

分析：（1）以單位質量的氧化劑所得到的電子數來表示消毒效率，設質量均為m，消毒效率分別為

m

67.5

×5、

m

166

×3、

m

71

×2×1；
（2）鐵離子水解生成膠體，具有吸附性；
（3）①二氧化氯的沸點低，B為ClO₂的凝集裝置，B裝置應降低溫度；
②C為尾氣吸收裝置，可選擇堿來吸收尾氣，發生氧化還原反應．

解答：解：（1）以單位質量的氧化劑所得到的電子數來表示消毒效率，設質量均為m，ClO₂、Na₂FeO₄、Cl₂三種消毒殺菌劑的消毒效率分別為

m

67.5

×5、

m

166

×3、

m

71

×2×1，所以由大到小的順序為ClO₂＞Cl₂＞Na₂FeO₄，故答案為：ClO₂；Cl₂；Na₂FeO₄；
（2）高鐵酸鈉之所以能凈水，除它本身具有強氧化性外，另一個原因可能是高鐵酸鈉的還原產物Fe³⁺能水解生成Fe（OH）₃膠體，能吸附水中懸浮物，從而凈水，
故答案為：高鐵酸鈉的還原產物Fe³⁺能水解生成Fe（OH）₃膠體，能吸附水中懸浮物，從而凈水；
（3）①二氧化氯的沸點低，B為ClO₂的凝集裝置，B裝置應補充（冰水）冷凝裝置，故答案為：（冰水）冷凝；
②C為尾氣吸收裝置，可選擇NaOH溶液來吸收尾氣，發生氧化還原反應為2ClO₂+2NaOH═NaClO₂+NaClO₃+H₂O，
故答案為：NaOH溶液；2ClO₂+2NaOH═NaClO₂+NaClO₃+H₂O（或其它合理答案）．

點評：本題以氯及其化合物的性質考查氧化還原反應及物質的制備實驗，把握習題中的信息及知識遷移應用為解答的關鍵，側重學生綜合應用能力及信息抽取和分析能力的考查，題目難度中等．