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9.用二氧化氯(ClO2)、高铁酸钠(Na2FeO4)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Fe3+.
(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ClO2>Cl2>Na2FeO4.(填化学式)
(2)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.工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得.某学生用如上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.       请回答下列问题:
①A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等,请写出该反应的化学方程式:2KClO3+H2C2O4=K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O.
A部分还应添加温水浴控制60℃的温度,B部分还应补充什么装置:冰水浴冷凝装置或盛有冰水的水槽;
②该装置按①补充完整后,装置A、B、C中还有一处设计明显不合理的是C(填“A、B或C”)
③C中的试剂为NaOH溶液,反应时生成氯酸钠和亚氯酸钠(NaClO2),该反应的离子方程式为2ClO2+2OH-═ClO3-+ClO2-+H2O.若实验时需要450mL 4mol/L的NaOH溶液,则在精确配制时,需要称取NaOH的质量是80.0g,所使用的仪器除托盘天平、量筒、胶头滴管、玻璃棒外,还必须有500mL容量瓶、烧杯.

分析 (1)以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,设质量均为m,消毒效率分别为$\frac{m}{67.5}$×5、$\frac{m}{166}$×3、$\frac{m}{71}$×2×1;
(2)①A中反应产物有K2CO3、ClO2、CO2,结合反应物与生成物书写反应方程式;根据B为ClO2的凝集装置结合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℃判断;
②C处为密封装置,过量气体不能排出;
③ClO2与NaOH反应反应时生成氯酸钠和亚氯酸钠(NaClO2);配制450mL 4mol/L的NaOH溶液,应选择500mL容量瓶,结合m=cVM计算.

解答 解:(1)以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,设质量均为m,消毒效率分别为$\frac{m}{67.5}$×5、$\frac{m}{166}$×3、$\frac{m}{71}$×2×1,所以由大到小的顺序为ClO2>Cl2>Na2FeO4,故答案为:ClO2;Cl2;Na2FeO4;
(2)①A中反应产物有K2CO3、ClO2、CO2,由反应物与生成物可知反应为2KClO3+H2C2O4=K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O,因为B为ClO2的凝集装置,又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℃,所以B部分还应补充装置为冰水浴冷凝装置或盛有冰水的水槽,
故答案为:2KClO3+H2C2O4=K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O;冰水浴冷凝装置或盛有冰水的水槽;
②C处为密封装置,过量气体不能排出,可导致仪器炸裂,则C不合理,故答案为:C;
③C为尾气吸收装置,可选择NaOH溶液来吸收尾气,发生氧化还原反应为2ClO2+2NaOH═NaClO2+NaClO3+H2O,离子反应为2ClO2+2OH-=ClO2-+ClO3-+H2O,配制450mL 4mol/L的NaOH溶液,还需要500mL容量瓶、烧杯,需要NaOH的质量为0.5L×4mol/L×40g/mol=80.0g,
故答案为:2ClO2+2OH-=ClO2-+ClO3-+H2O;80.0;500mL容量瓶、烧杯.

点评 本题以氯及其化合物的性质考查氧化还原反应及物质的制备实验,把握习题中的信息及知识迁移应用为解答的关键,侧重学生综合应用能力及信息抽取和分析能力的考查,题目难度中等.

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