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的成分。

（1）写出装置A中发生反应的化学方程式：              。

（2）装置B的主要作用是                 。

（3）向C装置中通入一定量的氯气后，测得只生成一种气体（常温下为棕黄色，且为氯的氧化物）。可以确定的是C得到的固体最多含有三种物质，含有氯元素的盐只有一种，且含有NaHCO₃，现对C中得到的固体成分进行猜想和验证。

① 提出合理猜想一定含有NaHCO₃和             ；可能含有剩余的Na₂CO₃。

② 设计方案，进行成分检验。请完成实验步骤3、4以及预期现象和结论

限选实验试剂：蒸馏水、稀HNO₃、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、品红、稀盐酸。

1、实验步骤	2、预期现象和结论
3、步骤1：取C中的少量固体样品于试管中，加入蒸馏水至固体溶解，然后各取1～2mL所得溶液分别置于甲、乙两支试管中。	4、得到无色溶液
5、步骤2：向甲试管中加入过量的BaCl2溶液，静置	6、若溶液变浑浊，证明固体中含碳酸钠。
7、步骤3：	8、
9、步骤4：	10、

（4）完成C中反应的化学方程式：2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=                        。

Answer

（1）MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O

（2）除去Cl2中混有的HCl气体

（3）①NaCl ②

实验步骤

预期现象和结论

步骤3：向甲中上层清液中滴入少量澄清石灰水

若上层清液变浑浊，证明固体中含有碳酸氢钠

步骤4：向乙试管中加入过量的稀HNO3，再滴入少量AgNO3溶液

若生成白色沉淀，证明固体中含有氯化钠

（4）2NaHCO3+NaCl+Cl2O（3分）

【解析】

试题分析：（1）A装置是制备氯气的，所以X试剂是浓盐酸，反应的化学方程式是MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O。

（2）由于浓盐酸易挥发，所以生成的氯气中含有氯化氢，而氯化氢能和碳酸钠反应，所以需要除去氯气中的氯化氢。

（3）①由潮湿的氯气与Na2CO3发生的反应，结合已知信息来提出自己的假设。因产物中只有一种常温下为棕黄色的含氯氧化物气体，该含氯氧化物中氯元素的化合价应为正价，则产物中含氯元素的盐只能为NaCl。假设存在两种成分，为NaHCO3和NaCl；假设存在三种成分，应还有未完全反应的Na2CO3，即是NaHCO3、NaCl和Na2CO3；

②步骤2中向A试管中滴加适量BaCl2溶液，是检验产物中是否有Na2CO3。步骤3应是检验碳酸氢钠的，操作为向甲中上层清液中滴入少量澄清石灰水，若上层清液变浑浊，证明固体中含有碳酸氢钠；步骤4应是检验氯离子，应向乙试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，若溶液变浑浊，证明固体中含有NaCl。

（5）根据电子得失守恒可知，氧化产物中氯元素的化合价应该是＋1价，所以其氧化产物是Cl2O，即C中反应生成的含氯氧化物为Cl2O，反应的方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O＝2NaHCO3+NaCl+Cl2O。

考点：考查氯气的制备原理；氯气的净化与尾气处理；实验方案的设计与评价以及氧化还原反应的计算与应用等