Question

【題目】某學生按下列操作做一個實驗：在一塊下襯白紙的玻璃片的不同位置分別滴加濃度為0.1mol/L的KBr、KI(含淀粉溶液)、NaOH(含酚酞)、FeCl2(含KSCN)溶液各1滴，每種液滴彼此分開，圍成半徑小于表面皿的圓形(如圖所示)，在圓心處放置2粒芝麻粒大小的KMnO4晶體，向KMnO4晶體滴加一滴濃鹽酸，再立即將表面皿蓋好。(已知：2KMnO4＋16HCl(濃)→2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O)

（1）b處的實驗現象為___，d處的實驗現象為_____。

（2）C處發生的離子方程式為____，其過程中包括___個平衡，通氯氣對自來水進行殺菌消毒時，起主要作用的微粒是____。此微粒對水的電離平衡起到___“填促進”或“抑制”）作用。

（3）通過上述實驗現象不能比較FeCl3與Br2氧化性的強弱，請設計實驗比較兩微粒氧化性的大小，并按要求回答下列問題：取___于試管中，滴加____，若溶液有____現象，說明___＞___。

（4）二氧化氯（ClO2）在水處理領域有著廣泛應用。與氯氣相比，它不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會產生對人體有潛在危害的有機氯代物。反應時，ClO2生成ClO2－、Cl－的轉化率與溶液的pH的關系如圖所示。則pH=8時，ClO2被還原為____。

（5）亞氯酸根離子(ClO2－)對人體不利，欲在弱堿性條件下將水中的ClO2－轉化為Cl－除去。若該反應體系中的物質有：NaClO2、Fe(OH)3、NaHCO3、FeCl2、NaCl、H2O、CO2。寫出并配平有關化學方程式，并標出電子轉移的方向和數目：_____。ClO2更適合用于飲用水的消毒，其原因是____。

Answer 1

【答案】黃色到橙色 溶液紅色消失 Cl2+H2OH++Cl-+HClO 3 HClO 抑制 取滴有KSCN的FeCl2溶液 溴水 顏色變成血紅色 Br2 Fe3+ ClO2- 它不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會產生對人體有潛在危害的有機氯代物

【解析】

2KMnO4+16HCl(濃)＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，生成的氯氣具有氧化性；

(1)b處是發生了反應Cl2+2Br-＝2Cl-+Br2，反應的實驗現象為溶液變為橙色，d處氫氧化鈉的酚酞溶液為紅色溶液，氯氣和氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O，氫氧根離子消耗溶液紅色褪去；

(2)c處發生的反應是氯氣和水反應生成了鹽酸和次氯酸，反應的離子方程式為：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，試紙變紅色后褪色，過程中包含水的電離平衡，氯氣和水的反應的化學平衡、次氯酸的電離平衡，通氯氣對自來水進行殺菌消毒時利用的是次氯酸的強氧化性，起主要作用的微粒是HClO，次氯酸屬于弱酸抑制水的電離；

(3)比較FeCl3與Br2氧化性的強弱，利用氧化還原反應中氧化劑氧化性大于氧化產物設計，亞鐵離子在KSCN溶液中不變色，鐵離子遇到KSCN溶液變血紅色，取滴有KSCN的氯化亞鐵溶液于試管中，滴加溴水，若溶液有溶液顏色變為血紅色的現象，說明溴單質氧化性大于鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe2++Br2＝2Br-+2Fe3+，氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于氧化產物；

（4）根據圖中的信息：當pH=8時，ClO2被還原為ClO2-；

（5）在弱堿性條件下水中的ClO2-轉化為Cl-，體現氧化性，該反應體系中的物質NaClO2具有氧化性，FeCl2具有還原性，反應為：NaClO2+NaHCO3+FeCl2+H2O→Fe（OH）3+NaCl+CO2↑，該氧化還原反應中，Cl元素得到電子，Fe元素失去電子，化合價升高值=化合價降低值=轉移電子數為4，NaClO2+4FeCl2+8NaHCO3+2H2O＝4Fe（OH）3↓+9NaCl+8CO2↑，電子轉移表示為：。根據以上分析可知ClO2更適合用于飲用水的消毒，其原因是：它不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會產生對人體有潛在危害的有機氯代物。