Question

用二氧化氯（ClO₂)、鐵酸鈉（Na₂FeO₄，摩爾質量為166 g·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)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的有刺激性氣味的氣體，其熔點為-59 ℃，沸點為11.0 ℃，易溶于水，ClO₂可以看作是亞氯酸和氯酸的混合酸酐，工業上用稍潮濕的KClO₃和草酸在60 ℃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。

                                  

請完成下列問題：

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中應盛放的試劑為_____________________。

Answer 1

(1)ClO₂＞Cl₂＞Na₂FeO₄

(2)鐵酸鈉的還原產物為Fe³⁺，能水解生成Fe(OH)₃膠體，吸附水中懸浮物，從而凈化

(3)①(冷水)冷凝裝置  ②NaOH溶液

解析：本題為信息題，主要考查氧化還原反應的基本知識：

(1)依據化合價變化情況可知：ClO₂Cl^-得電子5e^-；Na₂FeO₄Fe³⁺，得電子3e^-；Cl₂2Cl^-，得電子2e^-。現假定均得到1 mol電子，則需ClO₂的質量為 mol×67.5 g·mol^-1=13.5 g，同理可知需Na₂FeO₄的質量為 mol×166 g·mol^-1=55.3 g，Cl₂的質量為 mol×71 g·mol^-1=35.5 g，質量由大到小順序為ClO₂、Cl₂、Na₂FeO₄。

(2)由于Fe(OH)₃膠體具有吸附性，有凈水的功能。

(3)由“ClO₂的沸點為11 ℃”這一信息可知，應采用適當冷卻的方法使ClO₂成為液體，故可考慮使用冷凝裝置，由“ClO₂可以看作是亞氯酸和氯酸的混合酸酐”這一信息可知，ClO₂可與堿反應，故C中放置堿溶液，解答本題時應注意充分捕捉信息、運用信息。