Question

氯气除了用实验室制取外，还可用KMnO₄、KClO₃氧化浓盐酸快速制取．根据上述反应原理，有人提出能否利用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，设计了如图装置：

操作步骤及现象如下：
①组装好装置，

 

，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）写出Na₂O₂的电子式

 

（2）写出实验室制取Cl₂的离子方程式

 

（3）操作步骤①中组装好装置后的操作是

 

，加入药品．
（4）装置B中湿润的红色布条褪色，说明A中有

 

（填化学式）生成，装置C中为湿润的KI-淀粉试纸，能否仅通过试纸变蓝证明上述结论，请用离子方程式说明原因

 

；
（5）装置D的作用是

 

；
（6）实验证明，Na₂O₂甚至能与干燥的HCl反应生成氯气，请完成该反应的化学方程式；

 

Na₂O₂+

 

HCl=

 

Cl₂+

 

NaCl+

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：A装置制取氯气，B装置检验次氯酸的漂白性，C装置检验氯气的氧化性，D装置吸收氯气及氯化氢，E装置收集氧气．
（1）过氧化钠由钠离子和过氧根离子通过离子键结合形成；
（2）实验室通常用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气；
（3）组装仪器后需检查气密性再装药品；
（4）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；
（5）氢氧化钠可吸收酸性气体；
（6）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．

解答： 解：（1）过氧化钠由钠离子和过氧根离子通过离子键结合形成，过氧根中氧和氧靠共价键结合，电子式为：，故答案为：；
（2）实验室通常用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气，反应的离子方程式为：MnO₂+2Cl^-+4H⁺

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+2Cl^-+4H⁺

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（3）组装仪器后需检查气密性再装药品；故答案为：检查装置的气密性；
（4）装置B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；碘离子易被氧化，氧气可把碘离子氧化，反应方程式为：4H⁺+O₂+4I^-=2I₂+2H₂O，故湿润的碘化钾-淀粉试纸变蓝不能说明有氯气生成，故答案为：Cl₂；4H⁺+O₂+4I^-=2I₂+2H₂O；
（5）进入装置D中的气体有挥发的氯化氢，没反应的氯气及氧气，氢氧化钠可吸收氯化氢和氯气，保证E中收集气体是无氯气、氯化氢的气体；故答案为：吸收HCl和过量的氯气防止污染空气使E中收集到较纯的氧气；
（6）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，
故答案为：1；4；1；2；2H₂O．

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．