Question

某化学活动小组设计如下图所示(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。

(1)写出装置A中发生反应的化学方程式:__________________________________。

(2)写出试剂Y的名称:___________________。

(3)已知:通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体，其为含氯氧化物。可以确定的是C中含有的氯盐只有一种，且含有NaHCO₃，现对C成分进行猜想和探究。

①提出合理假设。

假设一:存在两种成分: NaHCO₃和___________;

假设二: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、稀硝酸、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：__________	_______________

(4)已知C中有0.1 mol Cl₂参加反应。若假设一成立,可推知C中反应的化学方程式为_______________________________________。

Answer

4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O 饱和食盐水(或饱和氯化钠溶液) NaCl NaCl Na2CO3 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 向B试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液 若溶液变浑浊，结合步骤2中的①，则假设1成立，结合步骤2中的②，则假设2成立 2Cl2+2 Na2CO3+H2O = 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O

【解析】

（1）实验室制备氯气，结合装置分析可知是利用二氧化锰和浓盐酸加热反应制取氯气。

（2）实验室制备氯气中含有氯化氢，需要用饱和食盐水除去氯化氢。

（3）D中只有一种常温下为黄红色的气体且知是含氯的氧化物，在氯的氧化物中，氯为正价，而碳的化合价没有变化，所以反应后还应有负价的氯的化合物生成，即生成了NaCl。C中含有NaHCO3，还有可能有未完全反应的碳酸钠，据此可以得到C成分的两种猜想。步骤2中向A试管中滴加适量氯化钡溶液，是检验产物中是否有碳酸钠。步骤3应是检验氯离子，应向B试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加硝酸银溶液，若溶液变浑浊，证明固体含有氯化钠。

（4）若假设一成立，反应为氯气和碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠和某物质，依据氧化还原反应电子守恒计算判断，氯元素化合价为+1，可以推知反应成的含氯氧化物为一氧化二氯。

（1）实验室制备氯气，结合装置分析可知是利用二氧化锰和浓盐酸加热反应制取氯气，反应生成氯化锰和氯气和水，故答案为4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O。

（2）实验室制备氯气中含有氯化氢，需要用饱和食盐水除去氯化氢。

（3）在装置C中通入一定量的氯气后，生成了氯的氧化物，根据上面分析可以知道，C中含氯元素的盐为NaCl，且含有碳酸氢钠，假设存在两种成分，为碳酸氢钠和氯化钠；假设存在三种成分，应还有为完全反应的碳酸钠，即碳酸钠，碳酸氢钠，氯化钠。步骤2中向A试管中滴加适量氯化钡溶液，是检验产物中是否有碳酸钠，回答该小题时要结合最后的结论，a应为证明固体中不含有碳酸钠，b应为证明固体中含有碳酸钠，不能颠倒。步骤3应是检验氯离子，应向B试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加硝酸银溶液，若溶液变浑浊，证明固体含有氯化钠。

（4）若假设一成立，反应为氯气和碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠和某物质。10.6gNa2CO3的物质的量为0.1mol，C中有0.1 molCl2参加反应。根据碳守恒，生成物中的NaHCO3的物质的量也为0.1mol，再根据钠守恒，NaCl的物质的量也为0.1mol。0.1molCl2中的0价的氯的化合价降低到0.1molNaCl中的-1价，得到了0.1mol电子，消耗了0.05molCl2，根据电子守恒，剩余的0.05molCl2中的0.1molCl的化合价应该升高到+1价，所以生成的氯的氧化物为Cl2O。配平的化学方程式为2Cl2+2 Na2CO3+H2O = 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O。