Question

某化学活动小组设计如图所示(部分夹持装置已略去)实验装置，以探究潮湿的Cl₂与Na₂CO₃反应得到的固体物质。

⑴写出装置A中发生反应的化学方程式：                       。

⑵写出试剂Y的名称：__________________。

⑶已知：通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄棕色的气体，其为含氯氧化物。可以确定的是C中含氯化合物(盐)只有一种，且含有NaHCO₃，现对C的成分进行猜想和探究。

提出合理假设。

假设1：存在两种成分：NaHCO₃和_____________；

假设2：存在三种成分：NaHCO₃、_____________和_____________。

②设计方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。

限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀HNO₃、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、试管、小烧杯。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至固体溶解，然后将所得溶液分别置于a、b试管中	—
步骤2：
步骤3：

⑷已知C中有0.1 mol Cl₂参加反应。若假设1成立，可推知C中反应的化学方程式为___________________。

Answer

(1)4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；

(2)饱和食盐水(或饱和氯化钠溶液) ；

(3)NaCl，Na2CO3、NaCl；

实验步骤

预期现象和结论

步骤2：向a试管中滴加BaCl2溶液

①若无明显现象，证明固体中不含碳酸钠；

②若溶液变浑浊，证明固体中含碳酸钠

步骤3：向b试管中滴加过量的稀HNO3溶液，再滴加AgNO3溶液

若溶液变浑浊，结合步骤2中①，则假设1成立；结合步骤2中②，则假设2成立

(4)2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O。

【解析】

试题分析：（1）根据实验目的，探究潮湿Cl2与Na2CO3反应，装置A制取Cl2，试剂X为浓盐酸，因此反应方程式为：4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；（2）制取的氯气含有HCl，HCl会和碳酸钠反应，产生干扰，必须除去，因此试剂Y是饱和食盐水；(3)因为生成氯氧化物，Cl的化合价升高，必然Cl的化合价降低，假设1中含有NaHCO3和NaCl，也有可能Na2CO3未完全反应，有剩余，假设2为NaHCO3、NaCl、Na2CO3，根据Na2CO3和NaHCO3的性质，步骤2：向a试管中滴加BaCl2溶液，如果有沉淀生成，说明含有Na2CO3，如果没有沉淀生成，说明不含有Na2CO3；步骤3检验NaCl存在，向试管b中滴加稀硝酸，再滴加硝酸银，如果有沉淀产生结合步骤2中①，说明假设1成立，结合步骤2中②，则假设2成立，

实验步骤

预期现象和结论

步骤2：向a试管中滴加BaCl2溶液

①若无明显现象，证明固体中不含碳酸钠；

②若溶液变浑浊，证明固体中含碳酸钠

步骤3：向b试管中滴加过量的稀HNO3溶液，再滴加AgNO3溶液

若溶液变浑浊，结合步骤2中①，则假设1成立；结合步骤2中②，则假设2成立

（4）碳酸钠质量为10.6g，根据碳元素守恒，n(NaHCO3)=10.6/106mol=0.1mol，根据Na元素守恒，NaCl的物质的量为0.1mol，根据得失电子数目守恒，求出氯氧化物中Cl的价态为＋1价，即反应反应方程式为：2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O。

考点：考查实验室制取氯气、实验方案设计的评价、氧化还原反应等知识。