题目内容

15．某化学兴趣小组为了探究过氧化钠的强氧化性，设计了如图所示的实验装置．

实验步骤及现象如下：
①检查该装置的气密性后，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，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D中收集满无色气体；
④反应结束后，关闭分液漏斗的活塞，再通入一定量的N2，至整套装置中气体无色．
请回答下列问题：
（1）若装置B中的紫色石蕊试液先变红后褪色，证明A中反应有Cl2（填化学式）生成．若装置B中改为滴有几滴KSCN溶液的FeSO4溶液，仅凭溶液变红的现象能证明上述结论吗？请说明理由：不能，因为反应生成的氧气也可将Fe2+氧化为Fe3+，遇KSCN溶液变为血红色．
（2）装置C的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境，使D收集较为纯净的氧气．
（3）该化学兴趣小组同学认为装置D中收集的气体为氧气，如何证明？将带火星的木条伸入收集满气体的集气瓶中，木条复燃，证明收集的气体为氧气．
（4）实验证明，Na2O2能与干燥的HCl反应，完成并配平该化学方程式，并标出电子转移的方向和数目．
□Na2O2+□HCl→□NaCl+□Cl2+□H2O．

分析 探究过氧化钠的强氧化性流程：检查该装置的气密性后，装入药品并连接仪器；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，Na2O2具有强氧化性，将-1价的氯氧化成0价的氯，产生黄绿色气体为Cl2，在装置A中发生：Na2O2+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2H2O，同时Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，装置B中为紫色石蕊试液，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，装置C吸收过量的氯气，防止污染环境，使D收集较为纯净的氧气，装置D中收集的气体为氧气．
（1）HClO有漂白性，氯气和水反应生成HClO；O2、Cl2都具有强氧化性，都能将将Fe2+氧化为Fe3+，遇KSCN溶液变为血红色；
（2）Cl2有毒不能直接排空，如果O2中混有Cl2、HCl，会导致收集的O2不纯净；
（3）检验氧气可用带火星的木条如果能复燃为氧气；
（4）根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等，表现为化合价升降的总数相等进行解答．

解答 解：（1）装置B中的紫色石蕊试液先变红，说明有酸生成，湿润的红色石蕊试纸褪色，说明有HClO生成，为氯气和水反应：Cl2+H2O?HCl+HClO，生成的HClO具有漂白性，说明装置A中有Cl2生成，O2、Cl2都具有强氧化性，若装置B中改为滴有几滴KSCN溶液的FeSO4溶液，Na2O2与水反应生成的氧气也可将Fe2+氧化为Fe3+，遇KSCN溶液变为血红色，
不能证明A中反应有Cl2，
故答案为：Cl2；不能，因为反应生成的氧气也可将Fe2+氧化为Fe3+，遇KSCN溶液变为血红色；
（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，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：吸收过量的氯气，防止污染环境，使D收集较为纯净的氧气；
（3）检验氧气用带火星的木条，将带火星的木条放入集气瓶中，带火星的木条复燃，证明是氧气，
故答案为：将带火星的木条伸入收集满气体的集气瓶中，木条复燃，证明收集的气体为氧气；
（4）反应中O元素化合价由-1价降低到-2价，Na2O2为氧化剂，Cl元素化合价由-1价升高到0价，HCl为还原剂，根据得失电子守恒，反应转移的电子数为2，则根据化合价升降总数相等结合质量守恒可知配平后的方程式应为：Na2O2+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2H2O，电子转移的方向和数目为：，
故答案为：．

点评 本题考查过氧化钠的强氧化性实验探究，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，该题熟练掌握氯、钠及其化合物知识是解答关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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