(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...

(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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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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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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饮用水的消毒剂有多种，其中杀菌能力强且不会影响水质的理想消毒剂是（　　 ）

A.臭氧 B.漂白粉 C.液氯 D.白酒

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（8分）

（1）氯气是最早用于饮用水消毒的物质，其消毒作用主要是氯气溶于水后生成了次氯酸，该反应的离子方程式为___________________

（2）写出工业上制取漂白粉的化学反应方程式：_________________

（3）写出氯气实验室制法方程式：_____________________

（4）ClO2被称为“第四代”饮用水消毒剂，因其高效率、无污染而被广泛使用。北京永利科技有限公司已用电解法批量生产ClO2。其反应原理为4ClO-＋4H＋4ClO2↑＋O2↑＋2H2O，相同物质的量的氯气与二氧化氯消毒时转移电子数目之比是______________

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水是生命之源，它与我们的生活密切相关。自来水厂常用高铁酸钠(Na2FeO4)改善水质。高铁酸钠具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂，在工业上制备高铁酸钠的方法有多种。

（1）简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理_________________________________________________________________________。

（2）干法制备高铁酸钠的反应原理如下：

2FeSO4+6Na2O2==aNa2FeO4+bM↑+2Na2O+2Na2SO4

①高铁酸钠中铁元素的化合价为________________。

②上述方程式中b=____。每生成1molM，该反应转移电子的物质的量为_____________mol。

（3）工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠，生产过程如下：

①步骤③中除生成Na2FeO4外，还有副产品Na2SO4、NaCl，则步骤③中反应的离子方程式为____________________________________。

②己知Na2FeO4在强碱性溶液中的溶解度较小。可向Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液。从Na2FeO4悬浊液得到固体的操作名称为_____________________。

（4）计算Na2FeO4的消毒效率（以单位质量得到的电子数表示）约是氯气的_______倍(结果保留两位小数。)

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水是生命之源，下列关于水的说法正确的是

A．海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等

B．某温度下，pH＝6的蒸馏水显酸性

C．氯气有毒，因而自来水的杀菌消毒一定不能使用氯气

D．明矾可用于水的净化与杀菌消毒

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氯是海水中含量最丰富的元素，氯的单质及其化合物在生成、生活领域应用广泛。

（1）自来水厂常用液氯进行杀菌消毒。氯气溶于水发生的可逆反应为______________（用离子方程式表示）。

（2）用液氯消毒会产生微量有机氯代物，危害人体健康，可以使用二氧化氯（ClO2）代替液氯。工业上以黄铁矿（FeS2）、氯酸钠（NaClO3）和硫酸溶液混合制备二氧化氯气体。已知黄铁矿中的硫元素（-1价）最终氧化成SO42-，写出制备二氧化氯的离子方程式_____________________________________。

（3）生产漂白粉工厂的主要设备是氯化塔，塔从上到下分为四层，如图为生产流程示意图。

生产漂白粉反应的化学方程式为_____________________。实际生产中，将石灰乳（含有3%-6%水分的熟石灰）从塔顶喷洒而下，氯气从塔的最底层通入。这样加料的目的是_____________________________。

（4）用莫尔法可以测定溶液中Cl-的含量。莫尔法是一种沉淀滴定法，用标准AgNO3溶液滴定待测液，以K2CrO4为指示剂，滴定终点的现象是溶液中出现砖红色沉淀（Ag2CrO4）。已知平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+，该滴定过程需要控制pH范围在6.5~10.5，若pH小于6.5会使测定结果偏高。结合平衡移动原理解释偏高的原因:_______________________________ 。

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氯是海水中含量最丰富的元素，氯的单质及其化合物在生成、生活领域应用广泛。

（1）自来水厂常用液氯进行杀菌消毒。氯气溶于水发生的可逆反应为______________（用离子方程式表示）。

（2）用液氯消毒会产生微量有机氯代物，危害人体健康，可以使用二氧化氯（ClO2）代替液氯。工业上以黄铁矿（FeS2）、氯酸钠（NaClO3）和硫酸溶液混合制备二氧化氯气体。已知黄铁矿中的硫元素（-1价）最终氧化成SO42-，写出制备二氧化氯的离子方程式_____________________________________。

（3）生产漂白粉工厂的主要设备是氯化塔，塔从上到下分为四层，如图为生产流程示意图。

生产漂白粉反应的化学方程式为_____________________。实际生产中，将石灰乳（含有3%-6%水分的熟石灰）从塔顶喷洒而下，氯气从塔的最底层通入。这样加料的目的是_____________________________。

（4）用莫尔法可以测定溶液中Cl-的含量。莫尔法是一种沉淀滴定法，用标准AgNO3溶液滴定待测液，以K2CrO4为指示剂，滴定终点的现象是溶液中出现砖红色沉淀（Ag2CrO4）。已知平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+，该滴定过程需要控制pH范围在6.5~10.5，若pH小于6.5会使测定结果偏高。结合平衡移动原理解释偏高的原因:_______________________________ 。

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[化学—选修2：化学与技术]世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。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。实验室以电解法制备ClO2的流程如下：

（1） ClO2中所有原子________________(填“是”或“不是”)都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去杂质气体可选用____________ 。

A．饱和食盐水 B．碱石灰 C．浓硫酸 D．蒸馏水

（2）稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品，下列说法正确的是________ 。

A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理

B．应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期

C．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围

D．在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置

（3） 欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备。化学反应方程式为__________________ 。缺点主要是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。

（4） 我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应制备，化学方程式是____________ ，此法相比欧洲方法的优点是__________________________________ 。

（5） 科学家又研究出了一种新的制备方法，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_______________________________________。

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