Question

【題目】X、Y、Z、W四種化合物均由短周期元素組成。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。這四種化合物具有如下圖轉化關系(部分反應物、產物及反應條件已略去)。請回答：

(1)Y的電子式是____________________。

(2)X與Y在溶液中反應的離子方程式是__________________________________________。

(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，利用下圖裝置(夾持固定裝置已略去)進行實驗，裝置Ⅲ中產生白色沉淀，裝置Ⅴ中可收集到一種無色氣體。

①裝置Ⅰ中反應的化學方程式是_________________________________________________，裝置Ⅱ中反應的化學方程式是________________________________________________。

②用X含有的四種元素中的兩種組成的某化合物，在催化劑存在下制備并收集純凈干燥的裝置Ⅴ中氣體，該化合物的化學式是___________，所需儀器裝置是_______________。 (從上圖選擇必要裝置，填寫編號)。

(4)向Z溶液中通入氯氣，可制得某種生產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__________________________________________________。

Answer 1

【答案】 HCO3—＋OH－== CO32—＋H2O Na2CO3＋H2SO4 ==Na2SO4＋CO2↑＋H2O或2NaHCO3＋H2SO4==Na2SO4＋2CO2↑＋2H2O 2Na2O2＋2CO2 == 2Na2CO3＋O2 H2O2 Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ 2Na2CO3＋Cl2＋H2O===NaClO＋NaCl＋2NaHCO3

【解析】

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，可推出X是NaHCO3，則Z是Na2CO，W是CO2，Y是NaOH。

（1）NaOH屬于離子化合物，據此寫出其電子式；

（2）氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應生成碳酸鈉與水，據此寫出其離子方程式；

（3）①X所含的四種元素為：Na、H、C、O，利用元素之間組成的化合物，制備并收集純凈干燥的無色氣體R．R由組成X的四種元素中的一種組成，為氣體單質，裝置Ⅲ中產生白色沉淀，則裝置Ⅰ中反應生成二氧化碳，在裝置Ⅱ中反應生成氣體單質R，應為二氧化碳與過氧化鈉反應生成氧氣，裝置Ⅲ除去氧氣中混有的二氧化碳，裝置Ⅳ為干燥氧氣，裝置Ⅴ中收集的氣體是氧氣；據此進行分析；

②裝置Ⅴ中收集的氣體是氧氣，氧氣的制取也可以用雙氧水和二氧化錳；將裝置Ⅱ、Ⅲ去掉，分液漏斗中盛放過氧化氫，圓底燒瓶內盛放二氧化錳，據此分析。

(4)碳酸鈉溶液和氯氣反應生成的具有漂白、消毒作用的物質是 NaClO，還有碳酸氫鈉、氯化鈉，據此寫出反應方程式。

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，可推出X是NaHCO3，則Z是Na2CO，W是CO2，Y是NaOH。

(1)結合以上分析可知，NaOH屬于離子化合物，電子式是；

綜上所述，本題答案是：。

(2)碳酸氫鈉與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，離子方程式是：HCO3—＋OH－== CO32—＋H2O；

綜上所述，本題答案是：HCO3—＋OH－== CO32—＋H2O。

(3) ①X所含的四種元素為：Na、H、C、O，利用元素之間組成的化合物，制備并收集純凈干燥的無色氣體R．R由組成X的四種元素中的一種組成，為氣體單質，裝置Ⅲ中產生白色沉淀，則裝置Ⅰ中反應生成二氧化碳，在裝置Ⅱ中反應生成氣體單質R，應為二氧化碳與過氧化鈉反應生成氧氣，裝置Ⅲ除去氧氣中混有的二氧化碳，裝置Ⅳ為干燥氧氣，裝置Ⅴ中收集的氣體是氧氣；因此裝置Ⅰ中的固體反應物是碳酸鈉或碳酸氫鈉，因此裝置Ⅰ中發生的反應是: Na2CO3＋H2SO4 ==Na2SO4＋CO2↑＋H2O或2NaHCO3＋H2SO4==Na2SO4＋2CO2↑＋2H2O；二氧化碳和過氧化鈉反應生成氧氣，飽和氫氧化鋇溶液可除去二氧化碳，通過濃硫酸干燥后得到純凈的氧氣，因此裝置Ⅱ中物質的化學式是Na2O2；反應的方程式為：2Na2O2＋2CO2 == 2Na2CO3＋O2；

綜上所述，本題答案是：Na2CO3＋H2SO4 ==Na2SO4＋CO2↑＋H2O或2NaHCO3＋H2SO4==Na2SO4＋2CO2↑＋2H2O ；2Na2O2＋2CO2 == 2Na2CO3＋O2 。

②因為過氧化氫在二氧化錳等作催化劑的情況下，可以分解產生氧氣，其反應裝置需要Ⅰ（氣體發生裝置）、Ⅳ（干燥裝置）、Ⅴ（收集裝置）；

綜上所述，本題答案是：H2O2 ，Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ。

(4) Z溶液是碳酸鈉溶液，其和氯氣反應生成的具有漂白、消毒作用的物質是 NaClO，除此以外，還有碳酸氫鈉和氯化鈉，因此該反應方程式為：2Na2CO3＋Cl2＋H2O===NaClO＋NaCl＋2NaHCO3；

綜上所述，本題答案是：2Na2CO3＋Cl2＋H2O===NaClO＋NaCl＋2NaHCO3。