Question

某小組設計如圖裝置（部分夾持裝置已略去），以探究潮濕的Cl₂與Na₂CO₃反應得到固體物質的成分。
 
（1）A中制取Cl₂的離子方程式                                      .
（2）通入一定量潮濕的Cl₂反應后，經檢測，D中只有Cl₂O一種氣體，C中只含一種氯鹽外，同時含有NaHCO₃等，某同學對C中所得固體殘渣的成分進行探究。
①提出合理假設。
假設1：存在兩種成分：NaHCO₃和                            ；
假設2：存在三種成分：NaHCO₃和                            。
②設計方案，進行實驗。寫出實驗步驟以及預期現象和結論。
限選實驗試劑和儀器：蒸餾水、稀HNO₃、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、試管、小燒杯。
 （3）已知C中有0．1 mol Cl₂參加反應。若假設一成立，可推知C中反應的化學方程式為                 。

Answer 1

（1）2Cl^- + 4H⁺ + MnO₂ Mn²⁺ + Cl₂↑+ 2H₂O；
（2）①NaCl；NaCl和Na₂CO₃；
②

實驗步驟	預期現象和結論
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．	無明顯現象
步驟2：向A試管中滴加BaCl2溶液	a．若無明顯現象，證明固體中不含Na2CO3 b．若溶液變渾濁，證明固體中含Na2CO3
步驟3：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，結合步驟2中無明顯現象，則假設1成立，結合步驟2中溶液變渾濁，則假設2成立．

（3）2Cl₂+H₂O+2Na₂CO₃═2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O

解析試題分析：（1）A中制取Cl₂的離子方程式為2Cl^- + 4H⁺ + MnO₂ Mn²⁺ + Cl₂↑+ 2H₂O；
（2）①假設一、根據氧化還原反應理論，D中含Cl₂O，氯元素為+1價；C中只含1種氯鹽，則該氯鹽中的氯元素的化合價應為-1價，所以另一種成分是氯化鈉；假設二、除碳酸氫鈉、氯化鈉外第三種物質就是剩余的碳酸鈉；
②根據2個假設所做的實驗，結合假設判斷步驟2中向A試管中滴加適量BaCl₂溶液，目的是檢驗產物中是否有Na₂CO₃，a．若無明顯現象，證明固體中不含Na₂CO₃；b．若溶液變渾濁，證明固體中含Na₂CO₃；步驟3應是檢驗氯離子，應向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；回答該小題時要結合最后的結論，a應為證明固體中不含Na₂CO₃，b應為證明固體中含Na₂CO₃，不能顛倒；
（3）C中有0.1mol Cl₂參加反應．裝置C中通入一定量的氯氣后，D中只有Cl₂O一種氣體，若假設一成立，反應為Cl₂+Na₂CO₃→NaHCO₃+NaCl+Cl₂O，根據得失電子守恒配平即可。
考點：考查物質性質驗證的實驗設計，步驟分析判斷，現象分析理解能力