Question

2．為了探究過氧化鈉的強氧化性，某研究性學習小組設計了如圖所示的實驗裝置．

實驗步驟及現(xiàn)象如下：
①檢查裝置氣密性后，裝入藥品Na₂O₂并連接儀器．
②緩慢通入一定量的N₂后，將裝置D連接好（導管末端未伸
入集氣瓶中），再向圓底燒瓶中緩慢滴加濃鹽酸，劇烈反應，產(chǎn)生黃綠色氣體．
③一段時間后，將導管末端伸入集氣瓶中收集氣體．裝置D中收集到能使帶火星的木條復燃的無色氣體．
④反應結束后，關閉分液漏斗的活塞，再通入一定量的N₂，至裝置中氣體無色．
回答下列問題：
（1）裝置B中濕潤的紅色紙條褪色，證明A中反應有Cl₂（填化學式）生成．若將B中紅紙條改為濕潤的紫石蕊試紙，現(xiàn)象為先變紅后變白
（2）實驗前通N₂的目的排盡裝置內(nèi)的氧氣和CO₂，裝置C的作用是吸收HCl和過量的Cl₂，防止污染空氣，使D中能收集到較為純凈的氧氣
（3）甲同學認為O₂是Na₂O₂被鹽酸中的HCl還原所得．乙同學認為此結論不正確，其不贊成的理由可能為：①Na₂O₂被還原時氧元素的化合價應該降低，不可能得到O₂；   ②O₂有可能是Na₂O₂與鹽酸中的H₂O反應所得．

Answer 1

分析 A裝置：濃鹽酸和過氧化鈉反應，B裝置：探究A中反應有氯氣生成，C裝置：除去氧氣中的氯氣，D裝置：用排水法收集氧氣．
（1）氯氣和水反應生成HClO；酸能使?jié)駶櫟淖鲜�蕊試紙變紅，次氯酸具有漂白性；
（2）裝置內(nèi)有氧氣和CO₂，為避免干擾后續(xù)實驗，需排盡，Cl₂有毒不能直接排空，如果O₂中混有Cl₂，會導致收集的O₂不純凈；
（3）如果Na₂O₂被還原，則O元素應該得電子化合價降低；Na₂O₂還能和水反應生成氧氣．

解答 解：（1）濕潤的紅色石蕊試紙褪色，說明有HClO生成，氯氣和水反應生成HClO，所以說明裝置A中有Cl₂生成；若B中改放濕潤的紫石蕊試紙，氯氣和水反應生成HClO，酸能使?jié)駶櫟淖鲜�蕊試紙變紅，次氯酸具有漂白性能使紅色變白，所以將B中紅紙條改為濕潤的紫石蕊試紙，現(xiàn)象為先變紅后變白，
故答案為：Cl₂；先變紅后變白；
（2）后續(xù)實驗需檢驗是否有氧氣生成，而裝置中殘留氧氣，空氣中的二氧化碳也能與過氧化鈉反應，所以需除去，所以實驗前通N₂的目的排盡裝置內(nèi)的氧氣和CO₂，Cl₂有毒不能直接排空，如果O₂中混有Cl₂，會導致收集的O₂不純凈，且鹽酸具有揮發(fā)性，導致生成的氣體中含有HCl，氯氣、HCl都能和NaOH反應而除去，則NaOH的作用是吸收HCl和過量的Cl₂，防止污染空氣，使D中能收集到較為純凈的氧氣，
故答案為：吸收HCl和過量的Cl₂，防止污染空氣，使D中能收集到較為純凈的氧氣；
（3）①如果Na₂O₂被還原，則O元素應該得電子化合價降低，不能是化合價升高，
Na₂O₂被還原時氧元素的化合價應該降低，不可能得到O₂
②水和過氧化鈉反應也生成氧氣，O₂有可能是Na₂O₂與鹽酸中的H₂O反應生成的；
故答案為：Na₂O₂被還原時氧元素的化合價應該降低，不可能得到O₂．

點評 本題考查過氧化鈉性質(zhì)實驗探究，側重考查分析問題能力，物質(zhì)的性質(zhì)是實驗設計的依據(jù)，需熟練掌握元素化合物知識，性質(zhì)、制備實驗方案設計是高考高頻點，題目難度中等．