Question

6．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．這四種化合物具有下列轉化關系（部分反應物、產物及反應條件已略去）．

請回答：
（1）W的電子式是．
（2）X與Y在溶液中反應的離子方程式是HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O．
（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，利用如圖2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Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O或2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O，
裝置Ⅱ中物質的化學式是Na₂O₂．
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H₂O₂，所需儀器裝置是I、IV、V（從圖中選擇必要裝置，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2Na₂CO₃+C1₂+H₂O=NaClO+NaCl+2NaHCO₃．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W四種化合物均由短周期元素組成，X、Y、Z的焰色反應均為黃色，說明X、Y、Z中都含有Na元素，W為無色無味氣體，其中X含有四種元素，且能和含有Na的物質反應生成Z，Z能反應生成無色氣體，則X為NaHCO₃、Y為NaOH、Z為Na₂CO₃、W為CO₂，
（1）W是二氧化碳，二氧化碳分子中碳原子和每個O原子形成兩個共用電子對；
（2）X是碳酸氫鈉、Y是氫氧化鈉，二者反應生成碳酸鈉和水；
（3）NaHCO₃含有的四種元素之間（二種、三種或四種）可組成多種化合物，根據裝置Ⅲ中Ba（OH）₂飽和溶液產生白色沉淀，且圖示中裝置I、Ⅱ中的物質均為固體，推測裝置I中的物質為NaHCO₃或Na₂CO₃固體，因為裝置Ⅴ中收集到一種無色氣體，說明裝置I中產生的CO₂與裝置Ⅱ中的物質反應生成了另一種無色氣體，進而推測出裝置Ⅱ中的物質為Na₂O₂，裝置Ⅴ中收集的氣體是O₂；
①裝置Ⅰ中反應為碳酸鈉或碳酸氫鈉與稀硫酸的反應；
裝置Ⅱ中物質是過氧化鈉；
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，該化合物是雙氧水，I為發(fā)生裝置，Ⅳ進行干燥，Ⅴ進行收集；
（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NaCl，同時有碳酸氫鈉生成．

解答 解：X、Y、Z、W四種化合物均由短周期元素組成，X、Y、Z的焰色反應均為黃色，說明X、Y、Z中都含有Na元素，W為無色無味氣體，其中X含有四種元素，且能和含有Na的物質反應生成Z，Z能反應生成無色氣體，則X為NaHCO₃、Y為NaOH、Z為Na₂CO₃、W為CO₂，
（1）W為CO₂，電子式為，故答案為：；
（2）碳酸氫鈉與氫氧化鈉的溶液反應生成碳酸鈉和水，離子方程式為HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O，故答案為：HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O；
（3）NaHCO₃含有的四種元素之間（二種、三種或四種）可組成多種化合物，根據裝置Ⅲ中Ba（OH）₂飽和溶液產生白色沉淀，且圖示中裝置I、Ⅱ中的物質均為固體，推測裝置I中的物質為NaHCO₃或Na₂CO₃固體，因為裝置Ⅴ中收集到一種無色氣體，說明裝置I中產生的CO₂與裝置Ⅱ中的物質反應生成了另一種無色氣體，進而推測出裝置Ⅱ中的物質為Na₂O₂，裝置Ⅴ中收集的氣體是O₂，
①裝置Ⅰ中反應的化學方程式：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O或2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O，裝置Ⅱ中物質的化學式為Na₂O₂，
故答案為：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O或2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O；Na₂O₂；
②O₂的制取也可以用2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑制備，I為發(fā)生裝置，Ⅳ進行干燥，Ⅴ進行收集，
故答案為：H₂O₂；Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ；
（4）將Cl₂通入Na₂CO₃溶液中，制得某種生產和生活中常用的漂白、消毒的物質，同時有NaHCO₃生成，說明部分產物為NaClO和NaHCO₃，其余的產物可根據元素守恒得出，并配平反應的化學方程式為：2Na₂CO₃+C1₂+H₂O=NaClO+NaCl+2NaHCO₃，
故答案為：2Na₂CO₃+C1₂+H₂O=NaClO+NaCl+2NaHCO₃．

點評 本題考查無機物推斷，涉及鈉元素化合物的相互轉化，要求學生對元素化合的知識非常熟練，把握常見氣體的制備方法，注意（4）中反應產物成分，題目難度中等．