Question

6．为了探究过氧化钠的强氧化性，某研究性学习小组设计了如图所示的实验装置．

实验步骤及现象如下：
①检查装置气密性后，装入药品并连接仪器．
②缓慢通入一定量的N₂后，将装置D连接好（导管末端未伸入集气瓶中），再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓
盐酸，剧烈反应，有气体产生．
③一段时间后，将导管末端伸入集气瓶中收集气体．装置D中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体．
④反应结束后，关闭分液漏斗的活塞，再通入一定量的N₂，至装置中气体无色．
回答下列问题：
（1）装置B中湿润的红色纸条褪色，证明A中反应有Cl₂（填化学式）生成．若B中改放湿润的淀粉KI试纸，仅凭试纸变蓝的现象不能证明上述结论，请用离子方程式说明原因4H⁺+4I^-+O₂═2I₂+2H₂O（或4I^-+O₂+2H₂O═2I₂+4OH^-）．
（2）装置C的作用是吸收HCl和过量的Cl₂，防止污染空气，使D中能收集到较为纯净的氧气
（3）甲同学认为O₂是Na₂O₂被盐酸中的HCl还原所得．乙同学认为此结论不正确，他可能的理由为①Na₂O₂被还原时氧元素的化合价应该降低，不可能得到O₂；②O₂有可能是Na₂O₂与盐酸中的H₂O反应生成的
（4）实验证明，Na₂O₂与干燥的HCl能反应，完成并配平该化学方程式．
1Na₂O₂+4HCl═1 Cl₂+2NaCl+2H₂O
该反应不能（填“能”或“不能”）用于实验室快速制取纯净的Cl₂，理由是实验室没有可直接使用的干燥HCl气体的物质、固体与气体反应较慢、产生的氯气中含有大量的氯化氢气体（答出任何一点即可，其他合理答案均可（要求答出两点）．

Answer 1

分析 （1）HClO有漂白性，氯气和水反应生成HClO；O₂、Cl₂都具有强氧化性，都能将碘离子氧化为I₂，I₂遇淀粉试液变蓝色；
（2）Cl₂有毒不能直接排空，如果O₂中混有Cl₂，会导致收集的O₂不纯净；
（3）如果Na₂O₂被还原，则O元素应该得电子化合价降低；Na₂O₂还能和水反应生成氧气；
（4）根据元素守恒知，生成物中还有水生成，该反应中O元素化合价由-1价变为-2价、Cl元素化合价由-1价变为0价，根据转移电子相等配平方程式；
气体和固体反应较缓慢，且制得的氯气中含有大量HCl．

解答 解：（1）湿润的红色石蕊试纸褪色，说明有HClO生成，氯气和水反应生成HClO，所以说明装置A中有Cl₂生成；若B中改放湿润的淀粉KI试纸，碘离子具有还原性，O₂、Cl₂都具有强氧化性，都能将碘离子氧化为I₂，I₂遇淀粉试液变蓝色，发生的离子反应方程式为4H⁺+4I^-+O₂═2I₂+2H₂O（或4I^-+O₂+2H₂O═2I₂+4OH^-），所以不能据此证明上述结论，
故答案为：Cl₂；4H⁺+4I^-+O₂═2I₂+2H₂O（或4I^-+O₂+2H₂O═2I₂+4OH^-）；
（2）Cl₂有毒不能直接排空，如果O₂中混有Cl₂，会导致收集的O₂不纯净，且盐酸具有挥发性，导致生成的气体中含有HCl，氯气、HCl都能和NaOH反应而除去，则NaOH的作用是吸收HCl和过量的Cl₂，防止污染空气，使D中能收集到较为纯净的氧气，
故答案为：吸收HCl和过量的Cl₂，防止污染空气，使D中能收集到较为纯净的氧气；
（3）①如果Na₂O₂被还原，则O元素应该得电子化合价降低，不能是化合价升高，
Na₂O₂被还原时氧元素的化合价应该降低，不可能得到O₂
②水和过氧化钠反应也生成氧气，O₂有可能是Na₂O₂与盐酸中的H₂O反应生成的；
故答案为：Na₂O₂被还原时氧元素的化合价应该降低，不可能得到O₂；O₂有可能是Na₂O₂与盐酸中的H₂O反应生成的；
（4）根据元素守恒知，生成物中还有水生成，该反应中O元素化合价由-1价变为-2价、Cl元素化合价由-1价变为0价，根据转移电子相等配平方程式为Na₂O₂+4HCl═Cl₂+2NaCl+2H₂O，
实验室没有可直接使用的干燥HCl气体的物质、固体与气体反应较慢、产生的氯气中含有大量的氯化氢气体，所以该实验不能用于实验室快速制取纯净的Cl₂，
故答案为：1；4；1；2；2H₂O；不能；实验室没有可直接使用的干燥HCl气体的物质、固体与气体反应较慢、产生的氯气中含有大量的氯化氢气体（答出任何一点即可，其他合理答案均可）．

点评 本题考查性质实验探究，侧重考查学生动手操作、分析问题能力，物质的性质是实验设计的依据，性质、制备实验方案设计是高考高频点，综合性较强，涉及知识点较多，熟练掌握元素化合物知识，题目难度中等．