Question

【題目】某化學(xué)活動(dòng)小組設(shè)計(jì)如下圖所示(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:__________________________________。

(2)寫出試劑Y的名稱:___________________。

(3)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中含有的氯鹽只有一種，且含有NaHCO3，現(xiàn)對(duì)C成分進(jìn)行猜想和探究。

①提出合理假設(shè)。

假設(shè)一:存在兩種成分: NaHCO3和___________;

假設(shè)二:存在三種成分: NaHCO3和___________、_____________。

②設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。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、稀硝酸、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。
步驟2：_____________________	____________
步驟3：__________	_______________

(4)已知C中有0.1 mol Cl2參加反應(yīng)。若假設(shè)一成立,可推知C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。

Answer 1

【答案】4HCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O 飽和食鹽水(或飽和氯化鈉溶液) NaCl NaCl Na2CO3 向A試管中滴加BaCl2溶液 ①若無(wú)明顯現(xiàn)象，證明固體中不含碳酸鈉②若溶液變渾濁，證明固體中含碳酸鈉 向B試管中滴加過(guò)量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液 若溶液變渾濁，結(jié)合步驟2中的①，則假設(shè)1成立，結(jié)合步驟2中的②，則假設(shè)2成立 2Cl2+2 Na2CO3+H2O = 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)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)制取氯氣。

（2）實(shí)驗(yàn)室制備氯氣中含有氯化氫，需要用飽和食鹽水除去氯化氫。

（3）D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體且知是含氯的氧化物，在氯的氧化物中，氯為正價(jià)，而碳的化合價(jià)沒(méi)有變化，所以反應(yīng)后還應(yīng)有負(fù)價(jià)的氯的化合物生成，即生成了NaCl。C中含有NaHCO3，還有可能有未完全反應(yīng)的碳酸鈉，據(jù)此可以得到C成分的兩種猜想。步驟2中向A試管中滴加適量氯化鋇溶液，是檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否有碳酸鈉。步驟3應(yīng)是檢驗(yàn)氯離子，應(yīng)向B試管中滴加過(guò)量的稀硝酸，再滴加硝酸銀溶液，若溶液變渾濁，證明固體含有氯化鈉。

（4）若假設(shè)一成立，反應(yīng)為氯氣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化鈉和某物質(zhì)，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，可以推知反應(yīng)成的含氯氧化物為一氧化二氯。

（1）實(shí)驗(yàn)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)制取氯氣，反應(yīng)生成氯化錳和氯氣和水，故答案為4HCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O。

（2）實(shí)驗(yàn)室制備氯氣中含有氯化氫，需要用飽和食鹽水除去氯化氫。

（3）在裝置C中通入一定量的氯氣后，生成了氯的氧化物，根據(jù)上面分析可以知道，C中含氯元素的鹽為NaCl，且含有碳酸氫鈉，假設(shè)存在兩種成分，為碳酸氫鈉和氯化鈉；假設(shè)存在三種成分，應(yīng)還有為完全反應(yīng)的碳酸鈉，即碳酸鈉，碳酸氫鈉，氯化鈉。步驟2中向A試管中滴加適量氯化鋇溶液，是檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否有碳酸鈉，回答該小題時(shí)要結(jié)合最后的結(jié)論，a應(yīng)為證明固體中不含有碳酸鈉，b應(yīng)為證明固體中含有碳酸鈉，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(guò)量的稀硝酸，再滴加硝酸銀溶液，若溶液變渾濁，證明固體含有氯化鈉。

（4）若假設(shè)一成立，反應(yīng)為氯氣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化鈉和某物質(zhì)。10.6gNa2CO3的物質(zhì)的量為0.1mol，C中有0.1 molCl2參加反應(yīng)。根據(jù)碳守恒，生成物中的NaHCO3的物質(zhì)的量也為0.1mol，再根據(jù)鈉守恒，NaCl的物質(zhì)的量也為0.1mol。0.1molCl2中的0價(jià)的氯的化合價(jià)降低到0.1molNaCl中的-1價(jià)，得到了0.1mol電子，消耗了0.05molCl2，根據(jù)電子守恒，剩余的0.05molCl2中的0.1molCl的化合價(jià)應(yīng)該升高到+1價(jià)，所以生成的氯的氧化物為Cl2O。配平的化學(xué)方程式為2Cl2+2 Na2CO3+H2O = 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O。