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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.

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