Question

17．目前，我國水污染嚴(yán)重影響著人們的生活和健康，污水處理也越來越受到人們的關(guān)注．大多自來水的凈化都采用如下流程：

（1）生產(chǎn)流程中所加的試劑A、B分別可以選擇明礬、活性炭．
（2）已知：ClO₂的熔點(diǎn)為-59.5℃，沸點(diǎn)為11℃，其漂白能力和消毒能力均比Cl₂強(qiáng)且使用安全．為了飲水安全，越來越多的自來水廠選擇ClO₂作為殺菌消毒劑，實(shí)驗(yàn)室制備ClO₂的裝置如圖所示：
 ①裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
 ②儀器B中盛放的試劑飽和食鹽水，C的作用干燥氯氣．
 ③由A裝置制備的Cl₂與D裝置中的NaClO₂反應(yīng)可制得ClO₂，寫出D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl．
④ClO₂和Cl₂均可用于水的凈化，兩者對應(yīng)的還原產(chǎn)物均為Cl^-．等物質(zhì)的量的ClO₂和Cl₂，消毒效率比為5：2．

Answer 1

分析 （1）原水經(jīng)過濾后，在濾液中加入明礬可作為沉淀劑除去雜質(zhì)，然后加入活性炭除去異味，加入氯水殺菌消毒可達(dá)到凈水的目的；
（2）濃鹽酸和MnO₂在加熱條件下反應(yīng)制備Cl₂，反應(yīng)的方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，經(jīng)除雜、干燥后在D中亞氯酸鈉固體反應(yīng)生成ClO₂，由于Cl₂易溶于CCl₄液體，E用向上排空法收集．

解答 解：（1）原水經(jīng)過濾后，在濾液中加入明礬可作為沉淀劑除去雜質(zhì)，然后加入活性炭除去異味，加入氯水殺菌消毒可達(dá)到凈水的目的，故答案為：明礬；活性炭；
（2）濃鹽酸和MnO₂在加熱條件下反應(yīng)制備Cl₂，反應(yīng)的方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，經(jīng)除雜、干燥后在D中亞氯酸鈉固體反應(yīng)生成ClO₂，由于Cl₂易溶于CCl₄液體，E用向上排空法收集，
①濃鹽酸和MnO₂在加熱條件下反應(yīng)制備Cl₂，反應(yīng)的方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
②生成的氯氣中混有HCl和水，為制備純凈干燥的氯氣，根據(jù)氯氣不溶于飽和食鹽水的性質(zhì)，可用飽和食鹽水除去氣體中混有的HCl雜質(zhì)，然后用濃硫酸干燥除去水，
故答案為：飽和食鹽水；干燥氯氣；
③由A裝置制備的Cl₂與D裝置中的NaClO₂反應(yīng)可制得ClO₂，方程式為2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl，故答案為：2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl；
④ClO₂和Cl₂均可用于水的凈化，兩者對應(yīng)的還原產(chǎn)物均為Cl^-．元素化合價(jià)分別由+4價(jià)、0價(jià)降低為-1價(jià)，變化值為5、1，則等物質(zhì)的量的ClO₂和Cl₂，消毒效率比為5：2，故答案為：5：2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氣體的制備、除雜、收集等實(shí)驗(yàn)操作，題目難度不大，學(xué)習(xí)中注意把握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，做該類題目時(shí)把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理是解答題目的關(guān)鍵．