Question

13．某研究性學(xué)習(xí)小組，為了探究過氧化鈉的強氧化性，設(shè)計了如圖的實驗裝置．
實驗步驟及現(xiàn)象如下：
①檢查裝置氣密性后，裝入藥品并連接儀器．
②緩慢通入一定量的N₂后，將裝置D連接好（導(dǎo)管末端未伸入集氣瓶中），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．
③一段時間后，將導(dǎo)管末端伸入集氣瓶中收集氣體．裝置D中收集到能使帶火星的木條復(fù)燃的無色氣體．
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，至裝置中氣體變?yōu)闊o色．

回答下列問題：
（1）裝置B中的濕潤的紅色紙條褪色，證明A中反應(yīng)有Cl₂（填化學(xué)式）生成．若B中改放濕潤的淀粉KI試紙，僅憑試紙變藍(lán)的現(xiàn)象不能證明上述結(jié)論，請用離子方程式說明原因：4H⁺+4I^-+O₂═2I₂+2H₂O．
（2）裝置C的作用是吸收HCl和過量的Cl₂，防止污染空氣，使D中能收集到較為純凈的氧氣．
（3）甲同學(xué)認(rèn)為O₂是Na₂O₂被鹽酸中的HCl還原所得．乙同學(xué)認(rèn)為此結(jié)論不正確，他可能的理由為①Na₂O₂被還原時氧元素的化合價應(yīng)該降低，不可能得到O₂；②O₂有可能是Na₂O₂與鹽酸中的H₂O反應(yīng)所得．
（4）實驗證明，Na₂O₂與干燥的HCl能反應(yīng)，完成并配平該化學(xué)方程式．Na₂O₂+HCl--Cl₂+NaCl+Na₂O₂+4HCl═Cl₂+2NaCl+2H₂O
該反應(yīng)不能（填“能”或“不能”）用于實驗室快速制取純凈的Cl₂，理由是①Na₂O₂與生成的H₂O反應(yīng)有O₂生成；生成的Cl₂中混有雜質(zhì)HCl或H₂O等②實驗室沒有可直接使用的干燥HCl氣體；固體與氣體反應(yīng)較慢．（要求答出要點）

Answer 1

分析 （1）HClO有漂白性，氯氣和水反應(yīng)生成HClO；O₂、Cl₂都具有強氧化性，都能將碘離子氧化為I₂，I₂遇淀粉試液變藍(lán)色；
（2）Cl₂有毒不能直接排空，如果O₂中混有Cl₂，會導(dǎo)致收集的O₂不純凈；
（3）如果Na₂O₂被還原，則O元素應(yīng)該得電子化合價降低；Na₂O₂還能和水反應(yīng)生成氧氣
（4）Na₂O₂+4HCl═Cl₂+2NaCl+2H₂O；若無水的HCl與Na₂O₂反應(yīng)只能產(chǎn)生氯氣，實驗室中不能用這種方法制取氯氣，實驗室中得不到無水HCl且反應(yīng)較慢；若用鹽酸與Na₂O₂反應(yīng)，會產(chǎn)生氧氣等雜質(zhì)氣體，實驗室不能用此方法快速制備純凈的氯氣．

解答 解：（1）濕潤的紅色石蕊試紙褪色，說明有HClO生成，氯氣和水反應(yīng)生成HClO，所以說明裝置A中有Cl₂生成；若B中改放濕潤的淀粉KI試紙，碘離子具有還原性，O₂、Cl₂都具有強氧化性，都能將碘離子氧化為I₂，I₂遇淀粉試液變藍(lán)色，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為4H⁺+4I^-+O₂═2I₂+2H₂O（或4I^-+O₂+2H₂O═2I₂+4OH^-），所以不能據(jù)此證明上述結(jié)論，故答案為：Cl₂；4H⁺+4I^-+O₂═2I₂+2H₂O；
（2）Cl₂有毒不能直接排空，如果O₂中混有Cl₂，會導(dǎo)致收集的O₂不純凈，且鹽酸具有揮發(fā)性，導(dǎo)致生成的氣體中含有HCl，氯氣、HCl都能和NaOH反應(yīng)而除去，則NaOH的作用是吸收HCl和過量的Cl₂，防止污染空氣，使D中能收集到較為純凈的氧氣，故答案為：吸收HCl和過量的Cl₂，防止污染空氣，使D中能收集到較為純凈的氧氣；
（3）①如果Na₂O₂被還原，則O元素應(yīng)該得電子化合價降低，不能是化合價升高，Na₂O₂被還原時氧元素的化合價應(yīng)該降低，不可能得到O₂②水和過氧化鈉反應(yīng)也生成氧氣，O₂有可能是Na₂O₂與鹽酸中的H₂O反應(yīng)生成的；故答案為：①Na₂O₂被還原時氧元素的化合價應(yīng)該降低，不可能得到O₂；②O₂有可能是Na₂O₂與鹽酸中的H₂O反應(yīng)所得；
（4）反應(yīng)方程式為Na₂O₂+4HCl═Cl₂+2NaCl+2H₂O，若無水的HCl與Na₂O₂反應(yīng)只能產(chǎn)生氯氣，實驗室中不能用這種方法制取氯氣，實驗室中得不到無水HCl且反應(yīng)較慢；若用鹽酸與Na₂O₂反應(yīng)，會產(chǎn)生氧氣等雜質(zhì)氣體，故實驗室不能用此反應(yīng)快速制取純凈的Cl₂，故答案為：Na₂O₂+4HCl═Cl₂+2NaCl+2H₂O；不能；①Na₂O₂與生成的H₂O反應(yīng)有O₂生成；生成的Cl₂中混有雜質(zhì)HCl或H₂O等②實驗室沒有可直接使用的干燥HCl氣體；固體與氣體反應(yīng)較慢．

點評 本題考查性質(zhì)實驗探究，側(cè)重考查學(xué)生動手操作、分析問題能力，物質(zhì)的性質(zhì)是實驗設(shè)計的依據(jù)，性質(zhì)、制備實驗方案設(shè)計是高考高頻點，綜合性較強，涉及知識點較多，熟練掌握元素化合物知識，題目難度中等．