Question

(本小题15分)用二氧化氯（ClO₂）、铁酸钠（Na₂FeO₄摩尔质量为166 g·mol^－1）等新型净水剂替代传统的净水剂Cl₂对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术。ClO₂和Na₂FeO₄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，ClO₂、Na₂FeO₄、Cl₂三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。ClO₂可以看做是亚氯酸（HClO₂）和氯酸（HClO₃）的混合酸酐。工业上用稍潮湿的KClO₃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ClO₂，其中A为ClO₂的发生装置，B为ClO₂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)ClO₂  Cl₂  Na₂FeO₄（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）
2ClO₂＋2NaOH="==" NaClO₂＋NaClO₃＋H₂O（3分，其它反应不是主要得分点）

(1)设ClO₂、Na₂FeO₄、Cl₂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：ClO₂：×5＝0.074 mol；Na₂FeO₄：×3＝0.018 mol；Cl₂：×2＝0.028 mol。故三种物质的消毒效率由大到小的顺序是ClO₂＞Cl₂＞Na₂FeO₄。
(2)铁酸钠在消毒时，被还原为Fe^3＋，Fe^3＋＋3H₂OFe（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。ClO₂可以看做是亚氯酸（HClO₂）和氯酸（HClO₃）的混合酸酐，所以尾气可用NaOH溶液吸收，发生歧化反应，生成NaClO₂和NaClO₃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Cl₂ +2NaOH="==NaCl" +NaClO+H₂O。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H₂SO₄(浓)＋H₂S===S↓＋2SO₂↑＋2H₂O，此反应中H₂S不可能变为SO₂，同样，H₂SO₄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。