Question

【题目】氯气的实验室制法是MnO2和浓盐酸在加热条件下反应，若将MnO2换成KMnO4、KClO3等氧化剂氧化浓盐酸亦可快速制取氯气。根据上述反应原理，有人提出猜想：能否利用Na2O2的强氧化性氧化浓盐酸得到氯气呢？某课外小组在实验室进行了探索性实验，设计了如图所示装置：

操作步骤及有关现象如下：

①装好装置，检查装置的气密性，加入药品。

②缓慢通入一定量的N2后，将装置E连接好（导管未伸入集气瓶中），再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸，反应剧烈，产生黄绿色气体。

③一段时间后，将导管末端伸入集气瓶中收集气体．装置E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）用化学方程式表示实验室制取Cl2的反应：____________________________________；若以含14.6g HCl的浓盐酸与足量MnO2充分反应，制得的Cl2在标准状况下总小于2.24L，原因可能是____________________________________________________。

（2）装置B中为湿润的KI－淀粉试纸，反应一段时间后试纸变蓝，能否仅通过该现象说明A装置中产生氯气？___________（填“能”或“不能”），请用离子方程式说明原因________；装置C中湿润的红色布条褪色，是因为产生了具有强氧化性的物质：_____。

（3）实验证明，Na2O2可以与HCl反应生成氯气，请写出反应的化学方程式：_____________。

（4）装置D的作用之一是吸收生成的氯气，请写出相应的离子方程式：_________________。

（5）利用Na2O2与浓盐酸反应制得的Cl2中通常含有的杂质气体有：___________（不包括水蒸气），较难分离，因此实验室很少用该方法制取氯气。

Answer 1

【答案】 MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2+ 2H2O + Cl2 ↑ 随着反应的进行，盐酸浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应，该反应停止；加热过快，部分HCl挥发 不能 4H++ 4I-+ O2 = 2H2O + 2I2 HClO Na2O2 + 4HCl = 2NaCl + 2H2O + Cl2↑ Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O O2 、HCl

【解析】（1）实验室利用二氧化锰氧化浓盐酸制备氯气，反应的化学方程式为MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2+ 2H2O + Cl2↑；由于加热过快，部分HCl挥发，反应中还有水生成，随着反应的进行，盐酸浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应，该反应停止，因此制得的Cl2在标准状况下总小于2.24L；（2）O2具有强氧化性，能将碘离子氧化为I2：4H++ 4I－+ O2 = 2H2O + 2I2，故湿润的碘化钾－淀粉试纸变蓝不能说明有氯气生成；装置C中湿润的红色布条褪色，说明有次氯酸生成，氯气和水反应生成次氯酸和盐酸，故A中生成了氯气；（3）Na2O2可以与HCl反应生成氯气，氧元素化合价降低，生成物中还有水生成，根据元素守恒还有NaCl生成，反应的化学方程式为Na2O2 + 4HCl = 2NaCl + 2H2O +Cl2↑。（4）装置D的作用之一是吸收生成的氯气，氯气与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为Cl2 + 2OH－ = Cl－ + ClO－ + H2O。（5）过氧化钠和水反应生成氧气，浓盐酸易挥发，所以通常含有的杂质气体有氧气和氯化氢气体。