用二氧化氯（ClO2）、铁酸钠（Na2FeO4摩尔质量为166g/mol）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

Question

用二氧化氯（ClO₂）、铁酸钠（Na₂FeO₄摩尔质量为166g/mol）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）Na₂FeO₄溶于水会放出一种无色无味气体，其杀菌消毒、吸附水中的悬浮杂质的原理可用离子方程式表示为_______________。

（3）工业以CH₃OH与NaClO₃为原料在酸性条件下制取ClO₂，同时产生CO₂气体，已知该反应分为两步进行，第一步为2ClO₃^-＋2Cl^－＋4H^＋＝2ClO₂↑＋Cl₂↑＋2H₂O。

①写出第二步反应的离子方程式______________。

②工业生产时需在反应物中加少量Cl^－，其作用是________________。

③生产中会发生副反应ClO₃^-＋Cl^－＋H^＋－Cl₂↑＋H₂O（未配平），若测得反应后的混合气体中Cl₂的体积分数为3／73，则起始投料时CH₃OH与NaClO₃的物质的量之比为____________。

（4）已知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也可以看做是亚氯酸（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  （2） 4FeO₄^2-+10 H₂O=4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑（3） ①CH₃OH+3Cl₂+H₂O=6Cl^-+ CO₂+6H⁺.②催化剂③1:6.1（4）①（冰水）冷凝②NaOH溶液 2ClO₂+2NaOH=NaClO₂+NaClO₃+H₂O