Question

【题目】某学生按下列操作做一个实验：在一块下衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为0.1mol/L的KBr、KI(含淀粉溶液)、NaOH(含酚酞)、FeCl2(含KSCN)溶液各1滴，每种液滴彼此分开，围成半径小于表面皿的圆形(如图所示)，在圆心处放置2粒芝麻粒大小的KMnO4晶体，向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸，再立即将表面皿盖好。(已知：2KMnO4＋16HCl(浓)→2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O)

（1）b处的实验现象为___，d处的实验现象为_____。

（2）C处发生的离子方程式为____，其过程中包括___个平衡，通氯气对自来水进行杀菌消毒时，起主要作用的微粒是____。此微粒对水的电离平衡起到___“填促进”或“抑制”）作用。

（3）通过上述实验现象不能比较FeCl3与Br2氧化性的强弱，请设计实验比较两微粒氧化性的大小，并按要求回答下列问题：取___于试管中，滴加____，若溶液有____现象，说明___＞___。

（4）二氧化氯（ClO2）在水处理领域有着广泛应用。与氯气相比，它不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。反应时，ClO2生成ClO2－、Cl－的转化率与溶液的pH的关系如图所示。则pH=8时，ClO2被还原为____。

（5）亚氯酸根离子(ClO2－)对人体不利，欲在弱碱性条件下将水中的ClO2－转化为Cl－除去。若该反应体系中的物质有：NaClO2、Fe(OH)3、NaHCO3、FeCl2、NaCl、H2O、CO2。写出并配平有关化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：_____。ClO2更适合用于饮用水的消毒，其原因是____。

Answer 1

【答案】黄色到橙色 溶液红色消失 Cl2+H2OH++Cl-+HClO 3 HClO 抑制 取滴有KSCN的FeCl2溶液 溴水 颜色变成血红色 Br2 Fe3+ ClO2- 它不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物

【解析】

2KMnO4+16HCl(浓)＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，生成的氯气具有氧化性；

(1)b处是发生了反应Cl2+2Br-＝2Cl-+Br2，反应的实验现象为溶液变为橙色，d处氢氧化钠的酚酞溶液为红色溶液，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O，氢氧根离子消耗溶液红色褪去；

(2)c处发生的反应是氯气和水反应生成了盐酸和次氯酸，反应的离子方程式为：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，试纸变红色后褪色，过程中包含水的电离平衡，氯气和水的反应的化学平衡、次氯酸的电离平衡，通氯气对自来水进行杀菌消毒时利用的是次氯酸的强氧化性，起主要作用的微粒是HClO，次氯酸属于弱酸抑制水的电离；

(3)比较FeCl3与Br2氧化性的强弱，利用氧化还原反应中氧化剂氧化性大于氧化产物设计，亚铁离子在KSCN溶液中不变色，铁离子遇到KSCN溶液变血红色，取滴有KSCN的氯化亚铁溶液于试管中，滴加溴水，若溶液有溶液颜色变为血红色的现象，说明溴单质氧化性大于铁离子，反应的离子方程式为：2Fe2++Br2＝2Br-+2Fe3+，氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物；

（4）根据图中的信息：当pH=8时，ClO2被还原为ClO2-；

（5）在弱碱性条件下水中的ClO2-转化为Cl-，体现氧化性，该反应体系中的物质NaClO2具有氧化性，FeCl2具有还原性，反应为：NaClO2+NaHCO3+FeCl2+H2O→Fe（OH）3+NaCl+CO2↑，该氧化还原反应中，Cl元素得到电子，Fe元素失去电子，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数为4，NaClO2+4FeCl2+8NaHCO3+2H2O＝4Fe（OH）3↓+9NaCl+8CO2↑，电子转移表示为：。根据以上分析可知ClO2更适合用于饮用水的消毒，其原因是：它不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。