Question

下列物質都可用于自來水的殺菌消毒．
（1）高鐵酸鉀（化學式K₂FeO₄）集氧化、吸附、凝聚、殺菌功能于一體，目前被廣泛應用于自來水凈化處理領域．高鐵酸鉀中鐵元素的化合價為________．
（2）臭氧（化學式O₃）有強氧化性，可用于游泳池、生活用水、污水的殺菌和消毒．臭氧和氧氣化學性質不同的原因是________．
（3）漂白粉可用于水的殺菌消毒，其有效成分是次氯酸鈣[化學式為Ca（ClO）₂]．次氯酸鈣可發生如下反應：
Ca（ClO）₂+X+H₂O=CaCO₃↓+2HClO，則X的化學式為________．
（4）自來水廠常用ClO₂消毒．工廠制取ClO₂，反應的微觀過程如圖所示（其中表示氯原子，●表示鈉原子，○表示氧原子）．請寫出反應的化學方程式________．

Answer 1

解：（1）設高鐵酸鉀中鐵元素的化合價為x．
（+1）×2+x+（-2）×4=0
x=+6
（2）1個臭氧分子由3個氧原子構成，1個氧分子由2個氧原子構成，1個臭氧分子比1個氧分子多出了1個氧原子，即分子的構成不同，致使臭氧的氧化性比氧氣強．
（3）由Ca（ClO）₂+X+H₂O=CaCO₃↓+2HClO可知：
化學方程式的左邊有1個鈣原子、2個氯原子、3個氧原子、2個氫原子和1個X分子，
右邊有1個鈣原子、2個氯原子、5個氧原子、2個氫原子和1個碳原子．
根據質量守恒定律中元素種類不變，原子個數不變的規律可知1個X分子中含有1個碳原子和2個氧原子．
因此X的化學式為CO₂．
（4）由圖示可知：反應前有1分子Cl₂、2分子NaClO₂，反應后有2分子ClO₂和2分子NaCl．
因此該反應的化學方程式為Cl₂+2NaClO₂=2ClO₂+2NaCl．
故答案為：
（1）+6；
（2）分子的構成不同；
（3）CO₂；
（4）Cl₂+2NaClO₂=2ClO₂+2NaCl．
分析：化合物中元素的化合價的代數和為零．
分子的構成不同，物質的性質也不同．
化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類不變，原子的個數不變．
表示分子或原子團中原子或原子團個數的數字寫在元素符號或原子團符號的右下角．
書寫化學方程式時，必須知道反應物、生成物和反應條件．
點評：本題主要考查化學式、化學方程式的書寫和化合價的計算，難度較大．