Question

(14分)某化學(xué)活動小組設(shè)計(jì)如下圖所示(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）裝置B中試劑Y應(yīng)為__________________________________。
（3）該實(shí)驗(yàn)裝置中明顯存在不足之處，改進(jìn)的措施為_____________________________。
（4）已知在裝置C中通入一定量的氯氣后，測得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�，F(xiàn)對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和____________；
假設(shè)二：存在三種成分，為NaHCO₃和_____________、______________。
②設(shè)計(jì)方案并實(shí)驗(yàn)。請?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．

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。
（5）已知C中有0.1 mol Cl₂參加反應(yīng)。若假設(shè)一成立，可推知C中反應(yīng)生成的含氯氧化物為_________(寫化學(xué)式)。

Answer 1

（1）MnO₂＋4H^＋＋2Cl^－Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O （2分）
（2）飽和食鹽水（或飽和氯化鈉溶液）（1分）
（3）在裝置D后連接一尾氣處理裝置（或連接一盛有NaOH溶液的洗氣瓶）（2分）
（4）假設(shè)一：存在NaHCO₃和NaCl （1分）
假設(shè)二：存在NaHCO₃和NaCl、Na₂CO₃（2分，各1分）

步驟2： 向A試管中滴加BaCl2溶液	a.若無明顯現(xiàn)象，證明固體中不含Na2CO3（1分） b.若溶液變渾濁，證明固體中含Na2CO3（1分）
步驟3：向B試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液。（1分）	若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl。（1分）

 
（5）Cl₂O（2分）

解析試題分析：（1）A裝置是制備氯氣的，所以X試劑是濃鹽酸，反應(yīng)的離子方程式是MnO₂＋4H^＋＋2Cl^－Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O。
（2）由于濃鹽酸易揮發(fā)，所以生成的氯氣中含有氯化氫，而氯化氫能和碳酸鈉反應(yīng)，所以需要除去氯氣中的氯化氫，因此Y是飽和食鹽水。
（3）氯氣有毒，需要尾氣處理，因此改進(jìn)的措施是在裝置D后連接一尾氣處理裝置（或連接一盛有NaOH溶液的洗氣瓶）。
（4）由潮濕的氯氣與Na₂CO₃發(fā)生的反應(yīng)，結(jié)合已知信息來提出自己的假設(shè)。因產(chǎn)物中只有一種常溫下為黃紅色的含氯氧化物氣體，該含氯氧化物中氯元素的化合價(jià)應(yīng)為正價(jià)，則產(chǎn)物中含氯元素的鹽只能為NaCl。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。
（5）若假設(shè)一成立，這說明氯氣的還原產(chǎn)物是氯化鈉，氯元素的化合價(jià)從0價(jià)降低到－1價(jià)，得到1個(gè)電子，因此根據(jù)電子得失守恒可知，氧化產(chǎn)物中氯元素的化合價(jià)應(yīng)該是＋1價(jià)，所以其氧化產(chǎn)物是Cl₂O，即C中反應(yīng)生成的含氯氧化物為Cl₂O。
考點(diǎn)：考查氯氣的制備原理；氯氣的凈化與尾氣處理；實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)以及氧化還原反應(yīng)的計(jì)算與應(yīng)用等