Question

【題目】用二氧化氯（ClO2）、高鐵酸鈉（Na2FeO4）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 ＞ ＞ 。（填化學式）

（2）二氧化氯是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，其熔點為－59℃，沸點為11.0℃，易溶于水。工業上用稍潮濕的KClO3和草酸（H2C2O4）在60℃時反應制得。某學生用如上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。請回答下列問題：

①A中反應產物有K2CO3、ClO2和CO2等，請寫出該反應的化學方程式： 。

A部分還應添加溫水浴控制60℃的溫度，B部分還應補充什么裝置： ；

②該裝置按①補充完整后，裝置A、B、C中還有一處設計明顯不合理的是 (填“A、B或C”)

③C中的試劑為NaOH溶液，反應時生成氯酸鈉和亞氯酸鈉(NaClO2)，該反應的離子方程式為 。若實驗時需要450mL 4mol／L的NaOH溶液，則在精確配制時，需要稱取NaOH的質量是 g，所使用的儀器除托盤天平、量筒、膠頭滴管、玻璃棒外，還必須有 。

Answer 1

【答案】（1）ClO2、Cl2、Na2FeO4；

（2）①2KClO3+H2C2O4=K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O，盛有冰水混合物的水槽或冰水浴；②C；③2ClO2＋2OH-= ClO2-＋ClO3-＋H2O；80.0；500ml容量瓶，燒杯。

【解析】

試題分析：（1）ClO2：ClO2→Cl－↓5，1g該物質得到電子物質的量為：5 / 67.5 mol ≈ 0.07mol，Na2FeO4：＋6→＋3↓3，1g該物質得到電子的物質的量為：3 / 166 mol ≈ 0.02 mol，Cl2：0→－1，1g該物質得到電子物質的量為2 / 71 mol ≈ 0.03 mol，因此消毒效率：ClO2 > Cl2 > Na2FeO4；

（2）①反應物有：KClO3和草酸，生成物為ClO2、CO2、K2CO3，根據化合價的升降法以及原子守恒，此反應方程式為2KClO3＋H2C2O4=K2CO3＋2ClO2↑＋CO2↑＋H2O，ClO2的沸點為11℃，裝置B的作用收集ClO2，因此需要把B裝置放入冰水浴中；②ClO2易溶于水，C裝置沒有防止倒吸，需要C裝置加防倒吸裝置，故選項C正確；③根據化合價的升降法進行配平，因此離子反應方程式為2ClO2＋2OH－=ClO2－＋ClO3－＋H2O；實驗室沒有450mL的容量瓶，應選用500mL容量瓶，m(NaOH)=500×10－3×4×40g=80g；缺少的儀器有500mL容量瓶、燒杯。