Question

某化學(xué)活動小組設(shè)計如圖所示（部分夾持裝置已略去）實驗裝置，以探究潮濕的Cl₂與Na₂CO₃反應(yīng)得到的固體物質(zhì)．
（1）寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O

．
（2）試劑Y應(yīng)選用

B

．
A．CCl₄   B．飽和NaCl溶液    C．濃硫酸    D．飽和NaHCO₃溶液
（3）通入一定量的氯氣后，實驗測得C中的含氯化臺物只有一種，該物質(zhì)屬于鹽類，還含有NaHCO₃；D中則只有一種黃棕色的含氯氧化物，該含氯氧化物在常溫下呈氣態(tài)．現(xiàn)對C中的成分進行猜想和探究．
①提出臺理假設(shè)．
假設(shè)1：存在兩種成分：NaHC0₃和

NaCl

；假設(shè)2：存在三種成分：NaHC0₃和

Na₂CO₃

、

NaCl

②設(shè)計方案，進行實驗．請寫出實驗步驟以及預(yù)剿現(xiàn)象和結(jié)論（可不填滿）．
限選實驗試劑和儀器：蒸餾水、稀HN0₃、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、試管、小燒杯．

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟l：取c中的少量固體樣品于試管中，滴加足量蒸餾 水至同體溶解，然后將所得溶液分別置于a、b試管中．	無明顯現(xiàn)象
步驟2： 向A試管中滴加適量BaCl2溶液	a．若無明顯現(xiàn)象，證明固體中不含Na2CO3 b．若溶液變渾濁，證明固體中含Na2CO3
步驟3： 向B試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液	若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl

4）已知C中的Na₂CO₃恰好與0.1molCl₂完全反應(yīng)．若假設(shè)1成立，可推知C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

Cl₂+Na₂CO₃=NaHCO₃+NaCl+Cl₂O

．

Answer 1

分析：（1）實驗室制備氯氣是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水；
（2）依據(jù)裝置分析，進入C之前需要吸收氯化氫氣體，需要用飽和食鹽水吸收；
（3）在裝置C中通入一定量的氯氣后，測得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體（含氯氧化物）．C中含氯元素的鹽只有一種，且含有NaHCO₃．假設(shè)存在兩種成分，為NaHCO₃和NaCl；假設(shè)存在三種成分，應(yīng)還有未完全反應(yīng)的Na₂CO₃，即是NaHCO₃、NaCl和Na₂CO₃．步驟2中向A試管中滴加適量BaCl₂溶液，是檢驗產(chǎn)物中是否有Na₂CO₃，回答該小題時要結(jié)合最后的結(jié)論，a應(yīng)為證明固體中不含Na₂CO₃，b應(yīng)為證明固體中含Na₂CO₃，不能顛倒．步驟3應(yīng)是檢驗氯離子，應(yīng)向B試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO₃溶液，若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl；
（4）依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒計算判斷氯元素化合價寫出化合物化學(xué)式，依據(jù)反應(yīng)物和生成物配平書寫化學(xué)方程式；

解答：解：（1）實驗室制備氯氣，結(jié)合裝置分析可知是利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣，反應(yīng)的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）實驗制備氯氣中含有氯化氫氣體，需要用飽和食鹽水除去；
故答案為：B；
（3）在裝置C中通入一定量的氯氣后，測得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體（含氯氧化物）．C中含氯元素的鹽只有一種，且含有NaHCO₃．假設(shè)存在兩種成分，為NaHCO₃和NaCl；假設(shè)存在三種成分，應(yīng)還有未完全反應(yīng)的Na₂CO₃，即是NaHCO₃、NaCl和Na₂CO₃．步驟2中向A試管中滴加適量BaCl₂溶液，是檢驗產(chǎn)物中是否有Na₂CO₃，回答該小題時要結(jié)合最后的結(jié)論，a應(yīng)為證明固體中不含Na₂CO₃，b應(yīng)為證明固體中含Na₂CO₃，不能顛倒．步驟3應(yīng)是檢驗氯離子，應(yīng)向B試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO₃溶液，若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl；
假設(shè)一：存在NaHCO₃和NaCl；
假設(shè)二：存在NaHCO₃和NaCl、Na₂CO₃；

步驟2： 向A試管中滴加BaCl2溶液	a．若無明顯現(xiàn)象，證明固體中不含Na2CO3 b．若溶液變渾濁，證明固體中含Na2CO3
步驟3：向B試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液	若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl

故答案為：NaCl；NaCl、Na₂CO₃；

步驟2： 向A試管中滴加BaCl2溶液	a．若無明顯現(xiàn)象，證明固體中不含Na2CO3 b．若溶液變渾濁，證明固體中含Na2CO3
步驟3：向B試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液	若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl

（4）C中有0.1mol Cl₂參加反應(yīng)．裝置C中通入一定量的氯氣后，測得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體，若假設(shè)一成立，反應(yīng)為Cl₂+Na₂CO₃→NaHCO₃+NaCl+X，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒計算判斷氯元素化合價為+1價：可推知C中反應(yīng)生成的含氯氧化物為Cl₂O；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl₂+H₂O+2Na₂CO₃=2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O；
故答案為：2Cl₂+H₂O+2Na₂CO₃=2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O；

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)驗證的實驗設(shè)計，步驟分析判斷，現(xiàn)象分析理解，掌握物質(zhì)性質(zhì)和實驗設(shè)計方法是解題關(guān)鍵，題目難度中等．