Question

(本小题15分)用二氧化氯（ClO 2 ）、铁酸钠（Na 2 FeO 4 摩尔质量为166 g·mol －1 ）等新型净水剂替代传

(本小题15分)用二氧化氯（ClO 2 ）、铁酸钠（Na 2 FeO 4 摩尔质量为166 g·mol －1 ）等新型净水剂替代传统的净水剂Cl 2 对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术。ClO 2 和Na 2 FeO 4 在水处理过程中分别被还原为Cl － 和Fe 3 ＋ 。(1)如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么，ClO 2 、Na 2 FeO 4 、Cl 2 三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是 ＞ ＞ 。(2)铁酸钠之所以能净水，除它本身具有强氧化性外，另一个原因可能是： 。 (3)二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。ClO 2 可以看做是亚氯酸（HClO 2 ）和氯酸（HClO 3 ）的混合酸酐。工业上用稍潮湿的KClO 3 和草酸在60℃时反应制得。某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO 2 ，其中A为ClO 2 的发生装置，B为ClO 2 的凝集装置，C为尾气吸收装置。请问：①A部分还应添加温度控制（如水浴加热）装置，B部分还应补充什么装置 ；②C中应装的试剂为 。C中发生反应的化学方程式为： 。

Answer 1

(1)ClO 2   Cl 2   Na 2 FeO 4 （5分） (2)铁酸钠的还原产物Fe 3 ＋ 能水解生成Fe（OH） 3 胶体，能吸附水中悬浮物，从而净水（3分） (3)①（冰水）冷凝（2分）   ②NaOH溶液（2分，其它合理也可） 2ClO 2 ＋2NaOH="==" NaClO 2 ＋NaClO 3 ＋H 2 O（3分，其它反应不是主要得分点）

(1)设ClO 2 、Na 2 FeO 4 、Cl 2 的质量均为1 g，则被还原时，它们得到电子的物质的量分别为：ClO 2 ： ×5＝0.074 mol；Na 2 FeO 4 ： ×3＝0.018 mol；Cl 2 ： ×2＝0.028 mol。故三种物质的消毒效率由大到小的顺序是ClO 2 ＞Cl 2 ＞Na 2 FeO 4 。 (2)铁酸钠在消毒时，被还原为Fe 3 ＋ ，Fe 3 ＋ ＋3H 2 O Fe（OH） 3 ＋3H ＋ ，水解生成的Fe（OH） 3 胶体表面积较大，具有吸附性能，可吸附水中悬浮的杂质。 (3)由题所给信息，二氧化氯的物理性质可知，二氧化氯被收集在B装置中，为提高收集效果，应补加冷凝装置。ClO 2 可以看做是亚氯酸（HClO 2 ）和氯酸（HClO 3 ）的混合酸酐，所以尾气可用NaOH溶液吸收，发生歧化反应，生成NaClO 2 和NaClO 3 混合盐。技能空间：自身氧化还原反应中的“歧化”与“归中”。歧化反应：反应物自身氧化还原反应，同种元素一部分化合价升高，一部分化合价降低的反应。如Cl 2 +2NaOH="==NaCl" +NaClO+H 2 O。归中反应：同一元素不同价态原子间发生氧化还原反应时：高价态降低为中间价态， 低价态升高为中间价态，也可归纳为：两相靠，不相交。若中间有多种价态，则原高价物质对应的还原产物价态仍高，原低价态的物质对应的氧化产物的价态仍低。如H 2 SO 4 (浓)＋H 2 S ===S↓＋2SO 2 ↑＋2H 2 O，此反应中H 2 S不可能变为SO 2 ，同样，H 2 SO 4 也不可能变为生成物中S。 应试策略：化学实验与化学计算放在一起进行综合考查是高考命题的趋势之一，考试大纲也提出明确要求：根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。我们在复习化学实验知识的同时，绝对不能忽视对元素化合物、基本概念、理论、化学计算等方面知识的复习，高考化学考查的内容充分体现了学科内知识的系统性和综合性。