Question

（15分）氯气的实验室制法是MnO₂和浓盐酸在加热条件下反应，用KMnO₄、KClO₃氧化浓盐酸可快速制取氯气．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：

操作步骤及现在如下：

①组装好装置，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：

⑴写出KClO₃氧化浓盐酸制取Cl₂的离子方程式                            

⑵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　　　

⑶装置D的作用是　　　　　　　　　　　　　　

⑷写出生成O₂的可能的反应方程式　　　　　　　　　　　　　　

⑸实验证明，Na₂O₂甚至能与干燥的HCl反应生成氯气，写出反应的化学方程式　　　　

综合上述实验，请分析实验室         （填”能”或”否”)利用Na₂O₂与浓盐酸反应制备纯净的Cl₂，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

Answer

（1）ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O（2分）

（2）Cl2（2分） 4H+ + 4I－+ O2 === 2I2 + 2H2O（2分，写2H2O + 4I－+ O2 === 2I2+4OH－得1分）

（3）吸收HCl和过量的Cl2，防止污染空气，使E中能收集到较为纯净的氧气（2分）

（4）2Na2O2 + 2H2O==4NaOH+ O2（2分）

（5）  Na2O2 + 4HCl == Cl2   + 2NaCl + 2H2O（2分）否（1分）     

①Na2O2与生成的H2O反应有O2生成；HCl混在Cl2中；H2O混在Cl2中（1分）（答出任何一点即可）

②实验室没有可直接使用的干燥HCl气体；固体与气体反应较慢（1分）（答出任何一点即可，其他合理答案均可）

【解析】（1）氯酸钾氧化浓盐酸的氧化产物和还原产物都是氯气，方程式为

ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O。

（2）装置B中湿润的红色布条褪色，说明有次氯酸产生，所以A中有氯气生成。由于过氧化钠和水反应也生成氧气，二氧化也能氧化碘化钾，生成单质碘，所以不能仅通过试纸变蓝证明上述结论。氯气溶于水显酸性，所以方程式为4H+ + 4I－+ O2 === 2I2 + 2H2O。

（3）氯气有毒，需要尾气处理。另一方面也保证最后得到的是纯净氧气，即作用是吸收HCl和过量的Cl2，防止污染空气，使E中能收集到较为纯净的氧气。

（4）过氧化钠溶于水即生成氧气，方程式为2Na2O2 + 2H2O==4NaOH+ O2。

（5）过氧化钠氧化氯化氢的生成物是氯气，还原产物是水，所以方程式为Na2O2 + 4HCl == Cl2   + 2NaCl + 2H2O。由于在生成氯气的同时，还会生成氧气，所以得不到纯净的氯气。