Question

某化學(xué)活動(dòng)小組設(shè)計(jì)如圖所示（部分夾持裝置已略去）實(shí)驗(yàn)裝置，以探究潮濕的Cl₂與干燥Na₂CO₃固體反應(yīng)得到的固體物質(zhì)的成分．
已知：通入一定量的氯氣后，測(cè)得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體，其為含氯氧化物．可以確定的是C中固體含有NaHCO₃，且含氯的鹽只有一種．現(xiàn)對(duì)C的成分進(jìn)行猜想和探究．

（1）提出合理猜想：
若已知C中有0.1molCl₂恰好和10.6克Na₂CO₃固體完全反應(yīng)．則C中有Cl₂參與反應(yīng)的化學(xué)方程式可能

2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O

（2）①提出合理假設(shè)．
假設(shè)1：存在兩種成分：NaHCO₃和

NaCl

；
假設(shè)2：存在三種成分：NaHCO₃和

NaCl

、

、Na₂CO₃

．
②設(shè)計(jì)合理方案對(duì)C固體中的未知成分進(jìn)行探究．請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論（可不填滿）．
限選實(shí)驗(yàn)試劑和儀器：蒸餾水、稀HNO₃、Ba（OH）₂溶液、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、試管、小燒杯．

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量C中固體樣品于試管中，加入足量蒸餾水，充分振蕩至固體完全溶解，然后將所得溶液分裝A、B兩支試管中．
步驟2：
步驟3：

Answer 1

分析：（1）依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒計(jì)算判斷氯元素化合價(jià)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；
（2）在裝置C中通入一定量的氯氣后，測(cè)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(yàn)產(chǎn)物中是否有Na₂CO₃，回答該小題時(shí)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(yàn)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；

解答：解：（1）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(cè)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(jì)算判斷氯元素化合價(jià)為+1價(jià)：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；
（2）在裝置C中通入一定量的氯氣后，測(cè)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(yàn)產(chǎn)物中是否有Na₂CO₃，回答該小題時(shí)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(yàn)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；

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取C中的少量固體樣品于試管中，滴加足量蒸餾水至固體溶解，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；

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取C中的少量固體樣品于試管中，滴加足量蒸餾水至固體溶解，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

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，步驟分析判斷，現(xiàn)象分析理解，掌握物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是解題關(guān)鍵，題目難度中等．