题目内容

17．某研究性学习小组，为了探究过氧化钠的强氧化性，设计了如图的实验装置．

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，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中的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能与干燥的HCl反应，完成并配平该化学方程式．
□Na2O2+□HClNa2O2+4HCl□Cl2+□NaCl+□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）（要求答出要点）．

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．

练习册系列答案
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3．按要求书写相关反应的化学方程式：
（1）硫在氧气中燃烧S+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO2
（2）在汽车的排气管上装一个催化转化装置，可以治理汽车尾气中的NO和CO，其原理是2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO2+N2
（3）氨的催化氧化4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O
（4）制取漂白粉2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O
（5）工业合成氨N2+3H2$?_{高温高压}^{催化剂}$2NH3．
8．已知反应 2SO2（g）+O2（g）?2SO3 （g）△H＜0，下列说法不正确的是（　　）
A．升高温度，正、逆反应速率均加快
B．增大压强，化学平衡正向移动
C．充入O2，可提高SO2的转化率
D．当气体总质量不变时，反应达平衡状态
5．由几种离子化合物组成的混合物，含有以下离子中的若干种：Na+、Cl-、NH4+、Ca2+、Cu2+、CO32-、Ba2+、SO42-．将该混合物溶于水后得无色澄清溶液，现取3份100mL该溶液分别进行如下实验：
实验序号实验内容实验结果
1加AgNO3溶液有白色沉淀生成
2加足量NaOH溶液并加热收集到气体2.24L（已折算成标准状况）
3加足量BaCl2溶液时，对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量；再向沉淀中加足量稀盐酸，然后干燥、称量第一次称量读数为6.27g，第二次称量读数为2.33g
试回答下列问题：
（1）根据实验1～3判断混合物中一定不存在的离子是Cu2+、Ba2+、Ca2+．
（2）试确定溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度（可不填满）：
阴离子符号物质的量浓度（mol/L）
（3）Cl-是否存在？一定存在（填“一定存在”“一定不存在”或“不能确定”），假设存在如何实验验证取少量溶液于试管中，加入足量的Ba（NO3）2，沉淀完全后，静置取上层清液，滴加HNO3酸化的AgNO3，有白色沉淀产生，说明有Cl-．
12．离子检验的设计要有三个环节，操作、现象和结论．下列离子的检验方法合理的是（　　）
A．向某溶液中滴入盐酸，有无色无味的气体产生，说明某溶液一定含有含CO32-
B．向某溶液中加入NaOH溶液，并加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明某溶液中一定含有NH4+
C．向某溶液中滴加氯化钡溶液，得到白色沉淀，说明某溶液中一定含有SO42-
D．向某溶液中加入过量的NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明某溶液中一定含有Fe2+，一定不含有Al3+
2．铅蓄电池的电压稳定，使用方便，安全可靠，在生活中使用广泛，其中汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2（s）+Pb（s）+2H2SO4（aq）═2PbSO4（s）+2H2O（l），根据此反应判断下列叙述中正确的是（　　）
A．PbO2是电池的负极B．负极的电极反应式为：Pb-2e-=Pb2+
C．Pb得电子，发生氧化反应D．电池充电时，溶液酸性增强
9．新制氯水分别与下列四种物质发生反应，其中能证明新制氯水具有酸性的是（　　）
A．FeCl2B．AgNO3C．KID．Na2CO3
6．充分燃烧14g乙烯（C2H4）气体生成CO2气体和液态H2O，放出bkJ的热量，则相同条件下乙烯燃烧的热化学方程式正确的是（　　）
A．C2H4（g）+3O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H=-2b kJ•mol-1
B．C2H4（g）+3O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H=+2b kJ•mol-1
C．$\frac{1}{4}$C2H4（g）+$\frac{3}{4}$O2（g）═$\frac{1}{2}$CO2（g）+$\frac{1}{2}$H2O（l）△H=+b kJ•mol-1
D．C2H4（g）+3O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H=-4b kJ•mol-1
7．下列物质属于有机物的是（　　）
A．CH4B．CO2C．NaHCO3D．CH3COOH

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