Question

某化學活動小組設計如下圖所示(部分夾持裝置已略去)實驗裝置，以探究潮濕的Cl₂與Na₂CO₃反應得到的固體物質。

（1）寫出裝置A中發生反應的離子方程式：                                    。
（2）寫出試劑Y的名稱_____________________。
（3）已知：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，其為含氯氧化物。可以確定的是C中含有的氯鹽只有一種，且含有NaHCO₃，現對C成分進行猜想和探究。
①提出合理假設：
假設一：存在兩種成分：NaHCO₃和__________
假設二：存在三種成分：NaHCO₃和__________、__________。
②設計方案，進行實驗。請寫出實驗步驟以及預期現象和結論（可不填滿）。
限選實驗試劑和儀器：蒸餾水、稀硝酸、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、試管、小燒杯。

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。
步驟2：向A試管中滴加_________：	①若無明顯現象，證明固體中不含碳酸鈉； ②若溶液變渾濁，證明固體中含有碳酸鈉。
步驟3：向B試管中滴加________：	若溶液變渾濁，結合步驟2中的①，則假設一成立：結合步驟2中的②，則假設二成立。

 
（4）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               。
（5）常溫下Na₂CO₃和NaHCO₃均為0.1mol/L的混合溶液中，c(OH^﹣)-c(H⁺)=____   （用含碳元素的粒子濃度表示），在該溶液中滴加稀鹽酸至中性時，溶液中溶質的成分有___________。

Answer 1

（1）MnO₂+4H⁺+2Cl^-=Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O
（2）飽和食鹽水
（3）NaCl，NaCl、Na₂CO₃；BaCl₂溶液；AgNO₃溶液；
（4）2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O
（5）[c（HCO₃^-）+3c（H₂CO₃）+（CO₃^2-）]/2

（1）本題探究的是氯氣和碳酸鈉反應，A裝置為氯氣的制備裝置，則發生的離子方程式為：MnO₂+4H⁺ +2Cl^- =Mn²⁺ +Cl₂↑+2H₂O。
（2）濃鹽酸易揮發，所以氯氣中混有HCl氣體，B裝置為除雜裝置，試劑選用飽和食鹽水溶液。
（3）①若反應所得的產物中只有一種氯鹽，還含有NaHCO₃，則該鹽是NaCl。故，假設一為NaHCO₃和NaCl；假設二的三種成分分別是NaHCO₃
②設計實驗進行驗證，應該設法證明NaCl和Na₂CO₃的存在，則通常檢驗Cl^-、CO₃^2-的存在。根據題意中所給的步驟，步驟2是CO₃^2-的檢驗，因此可選用BaCl₂溶液，如果產生白色沉淀，說明有Na₂CO₃的存在，如果無明顯現象，則說明沒有Na₂CO₃的存在；步驟3為檢驗氯離子的存在，因此選用硝酸銀溶液，如果有白色沉淀，則說明NaCl的存在，否則沒有，再結合步驟2討論假設成立。