Question

用氯氣對飲用水消毒已有百年歷史，但人們逐漸發現其副作用愈來愈明顯：①pH的變化，對消毒能力影響很大；②生成上百種影響人體健康的有機氯衍生物。世界環保聯盟建議用另一種高效消毒劑二氧化氯（ClO₂）代替氯氣對飲用水消毒。ClO₂具有很強的氧化性，通常狀況下是黃綠色氣體，其水溶性是Cl₂的5倍，pH在2~5范圍內，在水中以分子形式存在，不水解，也不聚合。ClO₂很不穩定，與空氣混合后，當它的體積分數大于10%時，受強光或強振動可能發生爆炸。
（1）氯氣對飲用水消毒的原理是_____。氯氣的消毒能力受水的pH影響，pH小時的消毒能力____（填“大于”或“小于”）pH大時的消毒能力，其原因是______。
（2）通常用氯酸鈉（NaClO₃）與濃鹽酸反應來制取ClO₂，同時生成Cl₂，寫出反應的化學方程式_________，該反應每生成1mol的ClO₂，轉移______個電子。
我國廣泛使用經干燥空氣稀釋的氯氣，通入填有固體亞氯酸鈉（NaClO₂）的柱內制得ClO₂，表示這一反應的化學方程式是___________， 和上述方法相比，我國這一方法的主要優點是____________。
（3）某同學打算通過研究性學習，比較這幾種制取ClO₂方法的利與弊。要擬定一個簡略的研究方案，你認為應該從哪些方面進行研究？

Answer 1

（1）Cl₂和水反應生成HClO，HClO起殺菌消毒作用，反應的化學方程式為：Cl₂+H₂O=HCl+HClO；大于；由化學方程式可知，HClO的多少和HCl的多少大致是成正比的，即pH小時的消毒能力大于pH大時的消毒能力
（2）2NaClO₃+4HCl=Cl₂↑+2ClO₂↑+2NaCl+2H₂O；6.02×10²³；NaClO₂+Cl₂=ClO₂+NaCl；只得到ClO₂一種氣體產物
（3）原料的包裝和運輸是否簡便易行；pH對消毒能力的影響；制取是否方便；副產物的多少；產物對水質的影響等。
【試題分析】