Question

用二氧化氯（ClO₂）、高鐵酸鈉（Na₂FeO₄摩爾質(zhì)量為166g?mol^-1）等新型凈水劑替代傳統(tǒng)的凈水劑Cl₂對(duì)淡水進(jìn)行消毒是城市飲用水處理新技術(shù)．ClO₂和Na₂FeO₄在水處理過(guò)程中分別被還原為Cl^-和Fe³⁺．
（1）如果以單位質(zhì)量的氧化劑所得到的電子數(shù)來(lái)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

 

＞

 

＞

 

．（填化學(xué)式）
（2）二氧化氯是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，其熔點(diǎn)為-59℃，沸點(diǎn)為11.0℃，易溶于水．工業(yè)上用稍潮濕的KClO₃和草酸在60℃時(shí)反應(yīng)制得．某學(xué)生用如圖所示的裝置模擬工業(yè)制取及收集ClO₂，其中A為ClO₂的發(fā)生裝置，B為ClO₂的凝集裝置，C為尾氣吸收裝置．請(qǐng)問(wèn)：
①A部分還應(yīng)添加溫度控制裝置，請(qǐng)你說(shuō)出一種溫度控制方法

 

，B部分還應(yīng)補(bǔ)充什么裝置

 

；
②C中的試劑為NaOH溶液，反應(yīng)時(shí)生成氯酸鈉和亞氯酸鈉（NaClO₂），發(fā)生該反應(yīng)的離子方程式為

 

．若實(shí)驗(yàn)時(shí)需要450mL 4mol/L的NaOH溶液，則在精確配制時(shí)，需要稱(chēng)取NaOH的質(zhì)量是

 

g，所使用的儀器除托盤(pán)天平、量筒、膠頭滴管、玻璃棒外，還必須有：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),氯氣的化學(xué)性質(zhì),氯、溴、碘及其化合物的綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：鹵族元素

分析：（1）以單位質(zhì)量的氧化劑所得到的電子數(shù)來(lái)表示消毒效率，設(shè)質(zhì)量均為m，消毒效率分別為

m

67.5

×5、

m

166

×3、

m

71

×2×1；
（2）①二氧化氯的沸點(diǎn)低，A為ClO₂的發(fā)生裝置，應(yīng)保持加熱溫度，B為ClO₂的凝集裝置，B裝置應(yīng)降低溫度；
②C為尾氣吸收裝置，可選擇堿來(lái)吸收尾氣，發(fā)生氧化還原反應(yīng)；配制450mL 4mol/L的NaOH溶液，應(yīng)選擇500mL容量瓶，結(jié)合m=cVM計(jì)算．

解答： 解：（1）以單位質(zhì)量的氧化劑所得到的電子數(shù)來(lái)表示消毒效率，設(shè)質(zhì)量均為m，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?yàn)镃lO₂＞Cl₂＞Na₂FeO₄，故答案為：ClO₂；Cl₂；Na₂FeO₄；
（2）①二氧化氯的沸點(diǎn)低，A為ClO₂的發(fā)生裝置，則A應(yīng)水浴加熱，B為ClO₂的凝集裝置，B裝置應(yīng)補(bǔ)充（冰水）冷凝裝置，故答案為：水浴加熱；（冰水）冷凝；
②C為尾氣吸收裝置，可選擇NaOH溶液來(lái)吸收尾氣，發(fā)生氧化還原反應(yīng)為2ClO₂+2NaOH═NaClO₂+NaClO₃+H₂O，離子反應(yīng)為2ClO₂+2OH^-=ClO₂^-+ClO₃^-+H₂O，配制450mL 4mol/L的NaOH溶液，還需要500mL容量瓶、燒杯，需要NaOH的質(zhì)量為0.5L×4mol/L×40g/mol=80.0g，
故答案為：2ClO₂+2OH^-=ClO₂^-+ClO₃^-+H₂O；80.0；500mL容量瓶、燒杯．

點(diǎn)評(píng)：本題以氯及其化合物的性質(zhì)考查氧化還原反應(yīng)及物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，把握習(xí)題中的信息及知識(shí)遷移應(yīng)用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重學(xué)生綜合應(yīng)用能力及信息抽取和分析能力的考查，題目難度中等．