【題目】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Na2CO3反應(yīng)得到的固體物質(zhì).
(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
(2)該實(shí)驗(yàn)裝置明顯存在不足之處,改進(jìn)的措施為
(3)已知在裝置C中通入一定量的氯氣后,觀察到測(cè)得D中有黃紅色的氣體(提示:是一種氯的氧化物).已知C中所得固體含有NaHCO3 . 現(xiàn)對(duì)C中的成分進(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,為NaHCO3、NaCl
假設(shè)二:存在三種成分,為NaHCO3、Na2CO3、NaCl
②設(shè)計(jì)方案并實(shí)驗(yàn).請(qǐng)?jiān)诒砀裰袑懗鰧?shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)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.

步驟

預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論

步驟1:取C中少量樣品于試管中,滴加足量蒸餾水
至溶解,然后將所得溶液分別置于A、B試管中

固體物質(zhì)全部完全溶解

步驟:向A試管中滴加適量BaCl溶液

a. 如果
b. 如果

步驟:

有白色沉淀生成,C的部分有NaCl

結(jié)論:由步驟3的結(jié)論結(jié)合步驟2中的a,則假設(shè)一成立;由步驟3的結(jié)論結(jié)合步驟2中的b,則假設(shè)二成立.
若C中有0.1molCl2恰好與10.6gNa2CO3反應(yīng),且假設(shè)一成立,由此可推知C中反應(yīng)生成的氯的氧化物為(寫化學(xué)式),寫出C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

【答案】
(1)MnO2+4H++2Cl Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)在裝置D后連接以尾氣處理裝置
(3)Cl2O;2Cl2+2Na2CO3+H2O═2NaCl+2NaHCO3+Cl2O
【解析】解:(1)二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水,化學(xué)方程式:MnO2+4H++2Cl Mn2++Cl2↑+2H2O; 所以答案是:MnO2+4H++2Cl Mn2++Cl2↑+2H2O;(2)氯氣有毒,直接排放能夠引起空氣污染,應(yīng)進(jìn)行尾氣處理,所以應(yīng)在裝置D后連接以尾氣處理裝置;
所以答案是:在裝置D后連接以尾氣處理裝置;(3)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 , 最后的結(jié)論:a.若無(wú)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AgNO3溶液,若溶液變渾濁,證明固體中含有NaCl;
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;
所以答案是:a.若無(wú)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(guò)量的稀硝酸,再滴加AgNO3溶液;
Cl2O; 2Cl2+2Na2CO3+H2O═2NaCl+2NaHCO3+Cl2O.
【考點(diǎn)精析】掌握氯氣的化學(xué)性質(zhì)和氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法是解答本題的根本,需要知道氯氣的化學(xué)性質(zhì):與金屬反應(yīng)將金屬氧化成高價(jià)態(tài);非金屬反應(yīng);與水反應(yīng);與堿反應(yīng);與還原性物質(zhì)反應(yīng);實(shí)驗(yàn)室制法:MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2↑+2H2O.

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