Question

（15分）氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法是MnO₂和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)，用KMnO₄、KClO₃氧化濃鹽酸可快速制取氯氣．根據(jù)上述反應(yīng)原理，有人提出能否利用Na₂O₂的強(qiáng)氧化性氧化濃鹽酸得到氯氣呢．某課外小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了探索性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了如圖裝置：

操作步驟及現(xiàn)在如下：

①組裝好裝置，檢查裝置的氣密性，加入藥品．

②緩慢通入一定量的N₂后，將裝置E連接好（導(dǎo)管未伸入集氣瓶中），再向圓底燒瓶中緩慢滴加濃鹽酸，反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生黃綠色氣體．

③一段時(shí)間后，將導(dǎo)管末端伸入集氣瓶中收集氣體．裝置E中收集到能使帶火星的木條復(fù)燃的無(wú)色氣體．

④反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉分液漏斗的活塞，再通入一定量的N₂，至裝置中氣體無(wú)色．

回答下列問(wèn)題：

⑴寫出KClO₃氧化濃鹽酸制取Cl₂的離子方程式                            

⑵裝置B中濕潤(rùn)的紅色布條褪色，說(shuō)明A中有　　　　（填化學(xué)式）生成，裝置C中為濕潤(rùn)的KI－淀粉試紙，能否僅通過(guò)試紙變藍(lán)證明上述結(jié)論，請(qǐng)用離子方程式說(shuō)明原因　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　

⑶裝置D的作用是　　　　　　　　　　　　　　

⑷寫出生成O₂的可能的反應(yīng)方程式　　　　　　　　　　　　　　

⑸實(shí)驗(yàn)證明，Na₂O₂甚至能與干燥的HCl反應(yīng)生成氯氣，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式　　　　

綜合上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)室         （填”能”或”否”)利用Na₂O₂與濃鹽酸反應(yīng)制備純凈的Cl₂，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 

Answer 1

【答案】

（1）ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O（2分）

（2）Cl₂（2分） 4H⁺ + 4I^－+ O₂ === 2I₂ + 2H₂O（2分，寫2H₂O + 4I^－+ O₂ === 2I₂+4OH^－得1分）

（3）吸收HCl和過(guò)量的Cl₂，防止污染空氣，使E中能收集到較為純凈的氧氣（2分）

（4）2Na₂O₂ + 2H₂O==4NaOH+ O₂（2分）

（5）  Na₂O₂ + 4HCl == Cl₂   + 2NaCl + 2H₂O（2分）否（1分）     

①Na₂O₂與生成的H₂O反應(yīng)有O₂生成；HCl混在Cl₂中；H₂O混在Cl₂中（1分）（答出任何一點(diǎn)即可）

②實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有可直接使用的干燥HCl氣體；固體與氣體反應(yīng)較慢（1分）（答出任何一點(diǎn)即可，其他合理答案均可）

【解析】（1）氯酸鉀氧化濃鹽酸的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物都是氯氣，方程式為

ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O。

（2）裝置B中濕潤(rùn)的紅色布條褪色，說(shuō)明有次氯酸產(chǎn)生，所以A中有氯氣生成。由于過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)也生成氧氣，二氧化也能氧化碘化鉀，生成單質(zhì)碘，所以不能僅通過(guò)試紙變藍(lán)證明上述結(jié)論。氯氣溶于水顯酸性，所以方程式為4H⁺ + 4I^－+ O₂ === 2I₂ + 2H₂O。

（3）氯氣有毒，需要尾氣處理。另一方面也保證最后得到的是純凈氧氣，即作用是吸收HCl和過(guò)量的Cl₂，防止污染空氣，使E中能收集到較為純凈的氧氣。

（4）過(guò)氧化鈉溶于水即生成氧氣，方程式為2Na₂O₂ + 2H₂O==4NaOH+ O₂。

（5）過(guò)氧化鈉氧化氯化氫的生成物是氯氣，還原產(chǎn)物是水，所以方程式為Na₂O₂ + 4HCl == Cl₂   + 2NaCl + 2H₂O。由于在生成氯氣的同時(shí)，還會(huì)生成氧氣，所以得不到純凈的氯氣。