Question

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)的化學(xué)方程式是

 

．
（2）試劑Y是

 

；作用是

 

．
（3）已知：通入一定量的氯氣后，測(cè)得D中有一種常溫下為黃紅色的氣體，其為含氯的氧化物．可以確定的是C中含有氯元素的鹽只有一種，且含有NaHCO₃，現(xiàn)對(duì)C中反應(yīng)后固體的成分進(jìn)行猜想和探究．
提出合理假設(shè)．
假設(shè)1：存在兩種成分：NaHCO₃和物質(zhì)W；
假設(shè)2：存在三種成分：NaHCO₃、Na₂CO₃和物質(zhì)W．
則上述假設(shè)中物質(zhì)W為

 

（填化學(xué)式）．
設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)?zhí)顚懴鄳?yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．
限選實(shí)驗(yàn)試劑：稀H₂SO₄、稀HNO₃、BaCl₂溶液、Ba（OH）₂溶液、AgNO₃溶液．

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：向A試管中滴加	①若無(wú)明顯現(xiàn)象，證明固體中不含   ②若出現(xiàn)   （填現(xiàn)象和結(jié)論）．
步驟3：向B試管中滴加	若溶液中出現(xiàn)白色沉淀，則證明含有氯元素的鹽；結(jié)合步驟2中①，則假設(shè)1成立；結(jié)合步驟2中②，則假設(shè)2成立．

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

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）實(shí)驗(yàn)室制備氯氣是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水；
（2）依據(jù)裝置分析，進(jìn)入C之前需要吸收氯化氫氣體，需要用飽和食鹽水吸收；
（3）在裝置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（含氯氧化物），C中含氯元素的鹽只有一種，且含有NaHCO₃，
假設(shè)存在兩種成分，為NaHCO₃和NaCl；假設(shè)存在三種成分，應(yīng)還有未完全反應(yīng)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(yàn)產(chǎn)物中是否有Na₂CO₃，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Na₂CO₃，b應(yīng)為證明固體中含Na₂CO₃，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AgNO₃溶液，若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl；
（4）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)寫出化合物化學(xué)式，依據(jù)反應(yīng)物和生成物配平書寫化學(xué)方程式．

解答： 解：（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)生成氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4HCl（濃）+MnO₂

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：4HCl（濃）+MnO₂

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）實(shí)驗(yàn)制備的氯氣中含有雜質(zhì)氯化氫氣體，需要用飽和食鹽水除去，
故答案為：飽和食鹽水（或飽和氯化鈉溶液）；除去氯氣中的HCl氣體；
（3）在裝置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（含氯氧化物），C中含氯元素的鹽只有一種，且含有NaHCO₃，
假設(shè)存在兩種成分，為NaHCO₃和NaCl，
假設(shè)存在三種成分，應(yīng)還有未完全反應(yīng)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(yàn)產(chǎn)物中是否有Na₂CO₃，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Na₂CO₃，b應(yīng)為證明固體中含Na₂CO₃，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AgNO₃溶液，若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl；
假設(shè)一：存在NaHCO₃和NaCl；
假設(shè)二：存在NaHCO₃和NaCl、Na₂CO₃；

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：
步驟2：BaCl2溶液	①Na2CO3 ②出現(xiàn)白色沉淀，證明固體中含Na2CO3
步驟3：足量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液

故答案為：NaCl；

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：
步驟2：BaCl2溶液	①Na2CO3 ②出現(xiàn)白色沉淀，證明固體中含Na2CO3
步驟3：足量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液

（4）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，
故答案為：2Cl₂+H₂O+2Na₂CO₃═2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，題目難度中等，掌握物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則為解題關(guān)鍵，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/div>