消毒是饮用水处理中的重要环节之一。目前，常用的消毒剂有氯气、二氧化氯等。研究人员发现：1....

消毒是饮用水处理中的重要环节之一。目前，常用的消毒剂有氯气、二氧化氯等。研究人员发现：1.0 mg/L氯气与0.5 mg/L二氧化氯的消毒能力相当，氯气和二氧化氯消毒过程中都会产生三氯甲烷（有毒副产物）。在40℃时，对两种消毒剂的浓度与产生三氯甲烷的浓度关系进行了对比实验。得出的数据如图1和图2所示。

下列说法不正确的是

A. 对比图1和图2可得出，浓度均为0.3 mg/L时，二者的消毒能力相当

B. 40℃时，4.0 mg/L的氯气在0~20 h内产生的三氯甲烷明显增多

C. 实验数据能表明，氯气和二氧化氯在消毒能力相当的情况下，使用二氧化氯做消毒剂比用氯气更安全。

D. 自来水厂以亚氯酸钠（NaClO2）和盐酸为原料，用二氧化氯发生器现场制二氧化氯的方程式为：5NaClO2 + 4HCl = 4ClO2 +5NaCl + 2H2O

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水是生命之源。饮用水消毒作为控制水质的一个重要环节，液氯消毒是最早的饮用水消毒方法。近年来科学家提出，氯气能与水中的有机物发生反应，生成的有机氯化物可能对人体有害。二氧化氯（ClO2）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与Cl2相比，ClO2不但具有更显著地杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。

（1）氯气溶于水能杀菌消毒的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）在ClO2的制备方法中，有下列两种制备方法：

方法一：NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O

方法二：C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4

用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）用ClO2处理过的饮用水（pH为5．5~6．5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子（ClO2－）．2001年我国卫生部规定，饮用水ClO2－的含量应不超过0．2 mg·L－1。

饮用水中ClO2、ClO2－的含量可用连续碘量法进行测定。ClO2被I－还原为ClO2－、Cl－的转化率与溶液pH的关系如图所示。当pH≤2．0时，ClO2－也能被I－完全还原成Cl－。反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定：2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI

①请写出pH≤2．0时，ClO2－与I－反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②配制Na2S2O3标准溶液时，使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量简外，还需要下图中的　　　 （填字母代号）。

a　　　　　　　　 b　　　　　　　　 c　　　　　　 d　　　　　　 e

③请完成相应的实验步骤：

步骤1：准确量取VmL水样加入到锥形瓶中。

步骤2：调节水样的pH为7．0~8．0

步骤3：加入足量的KI晶体。

步骤4：加少量淀粉溶液，用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V1mL。

步骤5：调节溶液的pH≤2．0。

步骤6；再用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2mL。

④滴定终点的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

⑤根据上述分析数据，测得该引用水样中的ClO2－的浓度为　　　　 mg·L－1（用含字母的代数式表示）。

（4）判断下列操作对ClO2－的浓度测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）

① 若在配制标准溶液过程中，烧杯中的Na2S2O3溶液有少量溅出，使测定结果　　　　　　　　　　　　 。

② 若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果　　　　　　 。

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(15分)水是生命之源。饮用水消毒剂作为控制水质的一个重要环节，令世人关注。

⑴液氯消毒是最早的饮用水消毒方法。氯气溶于水能杀菌消毒的原因是：

________。近年来科学家提出，氯气能与水中的有机物发生反应，生成的有机氯化物可能对人体有害。

臭氧(O₃)是优良的水消毒剂。但当水中含溴离子(Br^-)时，臭氧可氧化溴离子(Br^-)为溴酸盐 (BrO－　3)。而溴酸盐 (BrO－　3)是对人体有致癌作用的化合物，我国规定饮用水中BrO－　3含量在10μg / L以下。测定BrO－　3浓度可用离子色谱法。

⑵水中的氯离子(Cl^－)对BrO^－₃测定干扰很大，需要先除去氯离子(Cl^－)。用右图的装置可除去水中的氯离子(Cl^－)。

装置中Ag是________极(填电极名称)，

Ag电极的电极反应式是________。

⑶ O₃氧化溴离子的原理如下：

已知HBrO是一种弱酸，O₃与HBrO反应很慢，BrO－　3主要是由BrO^－与O₃反应生成。

对影响生成BrO－　3速率的因素提出如下假设：(请你完成假设②和假设③)

假设①：反应的温度。

假设②：

假设③：________

⑷设计实验验证假设①。

验证实验操作：

a． 配制250 mL 50 mg / L KBr溶液，加入 15 mL 某种pH=7的缓冲溶液(维持溶液的pH基本不变)，并将溶液分为2份。

b． ________

实验中要测定的量是　

实验结论是________

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（10分）（1）有人研究证明：使用氯气作自来水消毒剂，氯气会与水中有机物反应，生成如CHCl₃等物质，这些物质可能是潜在的致癌致畸物质。目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。下列物质不能作自来水消毒剂的是（     ）（填序号）。

A．明矾      B．二氧化氯      C．臭氧      D．高铁酸钠( Na₂FeO₄)

（2）高铁（VI）酸盐是新一代水处理剂。其制备方法有：次氯酸盐氧化法（湿法）和高温过氧化物法（干法）等。湿法是在碱性溶液中用次氯酸盐氧化铁（III）盐，写出该法的离子方程式：。

（3）用高铁（VI）酸盐设计的高铁（VI）电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应：3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O→3Zn(OH­)₂+2Fe(OH)₃+4KOH

①写出正极发生的电极反应式：________。

②用高铁（VI）电池作电源，以Fe作阳极，以Cu作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当有0.1molK₂FeO₄反应时，在电解池中生成H₂________L（标准状况）.

③下表列出了某厂排放的含锌废水中的含量及国家环保标准值的有关数据：

经处理后的废水pH＝8，此时废水中Zn^2＋的浓度为________mg/L（常温下，Ksp[Zn(OH)₂]＝1.2×10^-17），________（填“符合”或“不符合”）国家环保标准。

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(12分) ClO2气体是一种常用的消毒剂，我国从2000年起逐步用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。但二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。

（1）欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备ClO2，缺点主要是产率低，产品难以分离，还产生毒副产品。该反应的化学反应方程式为：　　　　　　　　　　 。科学家又研究出了一 种新的制备ClO2的方法，利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠，化学反应方程式为　　　　　　　　 ，此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）自来水厂用ClO2处理后的水中，要求ClO2的浓度在0.1～0.8 mg/L之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度，步骤如下：

I．取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。

Ⅱ．加入一定量的Na2 S2 O3溶液.（已知：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)

III．加硫酸调节水样pH至1～3。

操作时，不同pH环境中粒子种类如下图所示。

请回答：

①操作I中反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是　　　　　　　　　　 。

③若水样的体积为1．0 L，在操作Ⅱ时消耗了1．0×10一3mol/L的Na2S2O3溶液10 mL，则水样中ClO2的浓度是　　 　　　　　　　　　　　　　　 mg/L。

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70年代开始发现氯气应用水消毒会产生具有致癌作用的卤代甲烷类化合物。氧化氯（ClO2）是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广泛消毒剂，是一种黄绿色的气体，易溶于水。我国从2000年起已逐步用消毒剂ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。

（1）ClO2消毒水时，可将Fe2+、Mn2+转化成Fe（OH）3、MnO2难溶物除去，用ClO2处理过的饮用水（pH为5.5~6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子ClO2-。2001年我国卫生部规定，饮用水的ClO-2含量应不超过0．2mg/L。若饮用水中ClO2-的含量超标，可向其中加入适量的某还原剂，该反应的氧化产物是_____________（填化学式）。

ClO2在杀菌消毒的同时，可将剧毒氰化物中碳、氮元素氧化成无毒气体而除去，写出用ClO2氧化除去NaCN的化学方程式___________________________________。

（2）①工业上制备ClO2，可以通过NaClO3在H2SO4存在的条件下与Na2SO3反应制得。

请写出该反应的离子方程式：_________________________________________。

②实验室制备ClO2，可以用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料在一定条件下制得，只是制得的ClO2中混有NH3除去ClO2中的NH3可选用的试剂是____；（填序号）

A．浓硫酸　　　　　　　　　　　　　 B．饱和食盐水

C．碱石灰　　　　　　　　　　　　　 D．水

（3）测定ClO2（如图）的过程如下：在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收；将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用cmol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定（I2+2S2O32-===2I—+S4O62—），共用去V ml硫代硫酸钠溶液。

①装置中玻璃液封管的作用是__________________；

②滴定终点的现象是：_________________________。

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下列说法不正确的是

A．开发利用太阳能与风能是发展低碳经济的重要途径

B．地沟油对人体危害严重，查证没收后应燃烧处理

C．氮化硅、碳化硅可做耐高温、耐磨材料

D．氯气、臭氧、高铁酸钾都是常用的自来水消毒剂

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研究证明高铁酸钠是一种“绿色环保高效”消毒剂，比目前国内外广泛使用的含氯饮用水消毒剂性能更为优良。高铁酸钠只能在碱性环境中稳定存在。下列是通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠并探究其性质的实验，步骤如下：

Ⅰ用氯气和氢氧化钠溶液反应制备NaClO溶液

(1)是氯气发生装置，写出实验室用此装置制取氯气的离子方程式___________。

(2)Ⅰ装置的作用是__________。

(3)用图示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？___________。简要说明理由_________________________。

(4)将产生的氯气通入D装置中制NaClO溶液

已知：为了防止产生，除搅拌和混入稀释外，还应采取的操作是___________________________。

Ⅱ制备

(1)将溶液加入到NaOH与NaClO的混合溶液中，过滤得到粗产品，再用NaOH溶液溶解，重结晶，用有机溶剂脱碱，低温烘干得到固体样品，上述制备过程中，用NaOH溶液溶解粗产品而不用水的原因是______________________________。

(2)高铁酸钠电池是一种新型可充电电池，电解质为NaOH溶液，放电时负极材料为Zn，正极产生红褐色沉淀，写出该电池反应的化学方程式_______________________。

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研究证明高铁酸钠(Na2FeO4) 是一种“绿色环保高效”消毒剂，　 比目前国内外广泛使用的含氯饮用水消毒剂性能更为优良。高铁酸钠只能在碱性环境中稳定存在。下列是通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠并探究其性质的实验，步骤如下:

I.用氯气和氢氧化钠溶液反应制备NaClO溶液

(1)A是氯气发生装置，写出实验室用此装置制取氯气的离子方程式__________。

(2)I装置的作用是__________ 。

(3)用图示的II或III代替I是否可行? __________。简要说明理由__________ 。

(4)将产生的氯气通入D装置中制NaClO溶液

已知:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O 为了防止产生NaClO3，除搅拌和混入N2稀释外，还应采取的操作是__________。

II.制备Na2FeO4

(1)将Fe(NO3)3溶液加入到NaOH与NaClO的混合溶液中，其反应的离子方程式是______。过滤得到粗产品，再用NaOH溶液溶解，重结晶，用有机溶剂脱碱，低温烘干得到固体样品，上述制备过程中，用NaOH溶液溶解粗产品而不用水的原因是__________。

(2)高铁酸钠电池是一种新型可充电电池，电解质为NaOH溶液，放电时负极材料为Zn，正极产生红褐色沉淀，写出该电池反应的化学方程式__________。

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自来水生产过程中可以依次使用明矾、活性炭、氯气处理天然水，与这三种试剂对应的生产环节是

A. 消毒、絮凝、吸附　　 B. 吸附、絮凝、消毒

C. 絮凝、吸附、消毒　　 D. 消毒、吸附、絮凝

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