Question

X、Y、Z、W四種化合物均由1～18號元素組成，其中X含有四種元素，X、Y、Z的焰色反應均為黃色，W為無色無味氣體．這四種化合物具有下列轉化關系如圖1（部分反應物、產(chǎn)物及反應條件已略去）．請回答：
（1）W的分子式是

CO₂

．
（2）X與Y在溶液中反應的離子方程式是

HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O

．
（3）X含有的四種元素之間（二種、三種或四種）可組成多種化合物，選用其中某些化合物，利用圖2裝置快速制取少量的O₂，并演示Na在O₂中的燃燒實驗．
①關閉裝置中的止水夾a后，開啟活塞b，漏斗中液體不斷地往下滴，直至全部流入試管．試判斷裝置是否漏氣

漏氣

 （填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”），判斷理由是

漏斗中的液體能全部流入試管說明試管中壓強與外界相同

．
②寫出A裝置中反應的化學方程式并標出電子得失情況：

．
③C裝置中觀察到的現(xiàn)象是

劇烈燃燒，發(fā)出黃光，有淡黃色物質生成；

．
④D裝置中盛放的試劑是

堿石灰

，其作用是

防止空氣中的H₂O、CO₂進入C裝置

．
（4）向Z溶液中通入氯氣，可制得某種生產(chǎn)和生活中常用的漂白、消毒的物質，同時有X生成，該反應的化學方程式是

2Na₂CO₃+Cl₂+H₂O=NaClO+NaCl+2NaHCO₃

．

Answer 1

分析：（1）X、Y、Z、W四種化合物均由1～18號元素組成，其中X含有四種元素，X、Y、Z的焰色反應均為黃色，W為無色無味氣體．這四種化合物具有下列轉化關系如圖1，X、Y、Z的焰色反應均為黃色，說明三者均為鈉元素的化合物．X含有四種元素，在加熱條件下能生成Z，這四種化合物均為短周期元素組成，且W為無色無味的氣體（中學階段常見的無色無味的氣體為H₂、O₂、CO₂等），可推出X為NaHCO₃，Y為NaOH，Z為Na₂CO₃，W為CO₂；
（2）X與Y在溶液中反應是NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（3）X所含的四種元素為：Na、H、C、O，這四種元素組成的化合物有：NaHCO₃、Na₂CO₃、NaOH、H₂CO₃、Na₂O、Na₂O₂、NaOH、H₂O、H₂O₂、CO₂、CO等無機物和烴、烴的含氧衍生物等有機物．選用其中某些化合物，利用圖2裝置快速制取少量的O₂，并演示Na在O₂中的燃燒實驗．
①依據(jù)裝置漏氣檢查的主要依據(jù)是裝置中的壓強關系分析判斷；
②依據(jù)裝置2快速制氧氣分析判斷A裝置是過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣的反應；
③依據(jù)裝置分析，A裝置生成氧氣干燥后通入加熱的金屬鈉中劇烈反應，鈉在氧氣中 燃燒生成但黃色固體，火焰呈黃色；
④依據(jù)實驗目的是驗證鈉和氧氣反應的現(xiàn)象分析；
（4）向Z（Na₂CO₃）溶液中通入氯氣，可制得某種生產(chǎn)和生活中常用的漂白、消毒的物質應為次氯酸鈉，同時有X（NaHCO₃）生成，依據(jù)原子守恒配平寫出化學方程式；

解答：解：（1）X、Y、Z的焰色反應均為黃色，說明三者均為鈉元素的化合物．X含有四種元素，在加熱條件下能生成Z，這四種化合物均為短周期元素組成，且W為無色無味的氣體（中學階段常見的無色無味的氣體為H₂、O₂、CO₂等），可推出X為NaHCO₃，Y為NaOH，Z為Na₂CO₃，W為CO₂．故答案為：CO₂；
（2）X與Y在溶液中反應是NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，離子方程式是HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；故答案為：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（3）X所含的四種元素為：Na、H、C、O，這四種元素組成的化合物有：NaHCO₃、Na₂CO₃、NaOH、H₂CO₃、Na₂O、Na₂O₂、NaOH、H₂O、H₂O₂、CO₂、CO等無機物和烴、烴的含氧衍生物等有機物；
①關閉裝置中的止水夾a后，開啟活塞b，漏斗中液體不斷地往下滴，直至全部流入試管，說明裝置漏氣，因為漏斗中的液體能全部流入試管，說明試管中壓強與外界相同漏氣；
故答案為：漏水；漏斗中的液體能全部流入試管說明試管中壓強與外界相同；
②A裝置中反應是過氧化鈉和水的反應，反應的化學方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑反應的電子轉移情況用雙線橋標出電子得失情況為：
故答案為：；
③C裝置中觀察到的現(xiàn)象是難在氧氣中 燃燒的實驗現(xiàn)象，鈉劇烈燃燒，發(fā)出黃光，有淡黃色物質生成；故答案為：劇烈燃燒，發(fā)出黃光，有淡黃色物質生成；
④為避免空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C裝置與鈉反應，影響實驗現(xiàn)象的判斷，干燥管中應裝堿石灰；故答案為：堿石灰；  防止空氣中的H₂O、CO₂進入C裝置；
（4）向Z（Na₂CO₃）溶液中通入氯氣，可制得某種生產(chǎn)和生活中常用的漂白、消毒的物質應為次氯酸鈉，同時有X（NaHCO₃）生成，依據(jù)原子守恒配平得到化學方程式為：2Na₂CO₃+Cl₂+H₂O=NaClO+NaCl+2NaHCO₃；故答案為：2Na₂CO₃+Cl₂+H₂O=NaClO+NaCl+2NaHCO₃；

點評：本題考查了元素化合物的相互轉化，實驗操作和實驗設計的原理應用，是高考出題的熱點之一．題目往往以框圖推斷題的形式展現(xiàn)，縱觀近幾年的高考試題，會發(fā)現(xiàn)這類試題的突破點（題眼）在逐漸減少，難度在逐漸增加．這就要求學生必須對元素化合的知識非常熟練，在學習時要讓學生多總結、多聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡．