Question

【題目】氯氣的實驗室制法是MnO2和濃鹽酸在加熱條件下反應，若將MnO2換成KMnO4、KClO3等氧化劑氧化濃鹽酸亦可快速制取氯氣。根據上述反應原理，有人提出猜想：能否利用Na2O2的強氧化性氧化濃鹽酸得到氯氣呢？某課外小組在實驗室進行了探索性實驗，設計了如圖所示裝置：

操作步驟及有關現象如下：

①裝好裝置，檢查裝置的氣密性，加入藥品。

②緩慢通入一定量的N2后，將裝置E連接好（導管未伸入集氣瓶中），再向圓底燒瓶中緩慢滴加濃鹽酸，反應劇烈，產生黃綠色氣體。

③一段時間后，將導管末端伸入集氣瓶中收集氣體．裝置E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）用化學方程式表示實驗室制取Cl2的反應：____________________________________；若以含14.6g HCl的濃鹽酸與足量MnO2充分反應，制得的Cl2在標準狀況下總小于2.24L，原因可能是____________________________________________________。

（2）裝置B中為濕潤的KI－淀粉試紙，反應一段時間后試紙變藍，能否僅通過該現象說明A裝置中產生氯氣？___________（填“能”或“不能”），請用離子方程式說明原因________；裝置C中濕潤的紅色布條褪色，是因為產生了具有強氧化性的物質：_____。

（3）實驗證明，Na2O2可以與HCl反應生成氯氣，請寫出反應的化學方程式：_____________。

（4）裝置D的作用之一是吸收生成的氯氣，請寫出相應的離子方程式：_________________。

（5）利用Na2O2與濃鹽酸反應制得的Cl2中通常含有的雜質氣體有：___________（不包括水蒸氣），較難分離，因此實驗室很少用該方法制取氯氣。

Answer 1

【答案】 MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2+ 2H2O + Cl2 ↑ 隨著反應的進行，鹽酸濃度變小，MnO2與稀鹽酸不反應，該反應停止；加熱過快，部分HCl揮發 不能 4H++ 4I-+ O2 = 2H2O + 2I2 HClO Na2O2 + 4HCl = 2NaCl + 2H2O + Cl2↑ Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O O2 、HCl

【解析】（1）實驗室利用二氧化錳氧化濃鹽酸制備氯氣，反應的化學方程式為MnO2 + 4HCl(濃)MnCl2+ 2H2O + Cl2↑；由于加熱過快，部分HCl揮發，反應中還有水生成，隨著反應的進行，鹽酸濃度變小，MnO2與稀鹽酸不反應，該反應停止，因此制得的Cl2在標準狀況下總小于2.24L；（2）O2具有強氧化性，能將碘離子氧化為I2：4H++ 4I－+ O2 = 2H2O + 2I2，故濕潤的碘化鉀－淀粉試紙變藍不能說明有氯氣生成；裝置C中濕潤的紅色布條褪色，說明有次氯酸生成，氯氣和水反應生成次氯酸和鹽酸，故A中生成了氯氣；（3）Na2O2可以與HCl反應生成氯氣，氧元素化合價降低，生成物中還有水生成，根據元素守恒還有NaCl生成，反應的化學方程式為Na2O2 + 4HCl = 2NaCl + 2H2O +Cl2↑。（4）裝置D的作用之一是吸收生成的氯氣，氯氣與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為Cl2 + 2OH－ = Cl－ + ClO－ + H2O。（5）過氧化鈉和水反應生成氧氣，濃鹽酸易揮發，所以通常含有的雜質氣體有氧氣和氯化氫氣體。