Question

（2013?日照一模）某化學活動小組設計如圖所示（部分夾持裝置已略去）實驗裝置，以探究潮濕的Cl₂與Na₂CO₃反應得到的固體物質．

（1）裝置A中發生反應的離子方程式為

MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O

．
（2）裝置B中試劑Y應為

飽和食鹽水

．
（3）該實驗裝置中明顯存在不足之處，改進的措施為

在裝置D后連接一尾氣處理裝置

．
（4）已知在裝置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．現對C中的成分進行猜想和探究．
①提出合理假設．
假設一：存在兩種成分，為NaHCO₃和

NaCl

；
假設二：存在三種成分，為NaHCO₃和

NaCl

、

Na₂CO₃

．
②設計方案并實驗．請在表格中寫出實驗步驟以及預期現象和結論．
限選試劑和儀器：蒸餾水、稀硝酸、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、試管、小燒杯．

實驗步驟	預期現象和結論
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：向A試管中滴加適量BaCl2溶液．	a． a．若無明顯現象，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	b． 若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl

結論：由步驟3的結論結合步驟2中的a，則假設一成立；由步驟3的結論結合步驟2中的b，則假設二成立．
（5）已知C中有0.1mol Cl₂參加反應．若假設一成立，可推知C中反應生成的含氯氧化物為

Cl₂O

（寫化學式）．

Answer 1

分析：由潮濕的氯氣與Na₂CO₃發生的反應，結合已知信息來提出自己的假設．因產物中只有一種常溫下為黃紅色的含氯氧化物氣體，該含氯氧化物中氯元素的化合價應為正價，則產物中含氯元素的鹽只能為NaCl．假設存在兩種成分，為NaHCO₃和NaCl；假設存在三種成分，應還有未完全反應的Na₂CO₃，即是NaHCO₃、NaCl和Na₂CO₃．步驟2中向A試管中滴加適量BaCl₂溶液，是檢驗產物中是否有Na₂CO₃，回答該小題時要結合最后的結論，a應為證明固體中不含Na₂CO₃，b應為證明固體中含Na₂CO₃，不能顛倒．步驟3應是檢驗氯離子，應向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：由潮濕的氯氣與Na₂CO₃發生的反應，結合已知信息來提出自己的假設．因產物中只有一種常溫下為黃紅色的含氯氧化物氣體，該含氯氧化物中氯元素的化合價應為正價，則產物中含氯元素的鹽只能為NaCl．假設存在兩種成分，為NaHCO₃和NaCl；假設存在三種成分，應還有未完全反應的Na₂CO₃，即是NaHCO₃、NaCl和Na₂CO₃．步驟2中向A試管中滴加適量BaCl₂溶液，是檢驗產物中是否有Na₂CO₃，回答該小題時要結合最后的結論，a應為證明固體中不含Na₂CO₃，b應為證明固體中含Na₂CO₃，不能顛倒．步驟3應是檢驗氯離子，應向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；
（1）裝置A中是制取氯氣的反應，利用反應原理是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水，發生反應的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^- 

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）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：飽和食鹽水；
（3）氯氣是有毒氣體，不能排放到空氣中，需要進行尾氣吸收，連接一盛有NaOH溶液的洗氣瓶；
故答案為：在裝置D后連接一尾氣處理裝置；
（4）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．假設存在兩種成分，為NaHCO₃和NaCl；假設存在三種成分，應還有未完全反應的Na₂CO₃，即是NaHCO₃、NaCl和Na₂CO₃．步驟2中向A試管中滴加適量BaCl₂溶液，是檢驗產物中是否有Na₂CO₃，回答該小題時要結合最后的結論，a應為證明固體中不含Na₂CO₃，b應為證明固體中含Na₂CO₃，不能顛倒．步驟3應是檢驗氯離子，應向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；
假設一：存在NaHCO₃和NaCl；
假設二：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

（5）C中有0.1mol Cl₂參加反應．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，若假設一成立，反應為Cl₂+Na₂CO₃=NaHCO₃+NaCl+X，依據氧化還原反應電子守恒計算判斷氯元素化合價為+1價：可推知C中反應生成的含氯氧化物為Cl₂O；
故答案為：Cl₂O；

點評：本題為實驗探究題，要求學生具有設計實驗的能力，會書寫實驗報告．此題易忽視的點是圖中給出的10.6g（即0.1mol）干燥的碳酸鈉，此信息在第（5）推知C中反應生成的含氯氧化物的化學式是至關重要的條件．