Question

【題目】某化學活動小組設計如圖所示(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。

⑴寫出裝置A中發生反應的化學方程式： 。

⑵寫出試劑Y的名稱：__________________。

⑶已知：通入一定量的氯氣后，測得D中只有一種常溫下為黃棕色的氣體，其為含氯氧化物。可以確定的是C中含氯化合物(鹽)只有一種，且含有NaHCO3，現對C的成分進行猜想和探究。

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。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HNO3、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：
步驟3：

⑷已知C中有0.1 mol Cl2參加反應。若假設1成立，可推知C中反應的化學方程式為___________________。

Answer 1

【答案】(1)4HCl(濃)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；

(2)飽和食鹽水(或飽和氯化鈉溶液) ；

(3)NaCl，Na2CO3、NaCl；

實驗步驟	預期現象和結論
步驟2：向a試管中滴加BaCl2溶液	①若無明顯現象，證明固體中不含碳酸鈉； ②若溶液變渾濁，證明固體中含碳酸鈉
步驟3：向b試管中滴加過量的稀HNO3溶液，再滴加AgNO3溶液	若溶液變渾濁，結合步驟2中①，則假設1成立；結合步驟2中②，則假設2成立

(4)2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O。

【解析】

試題分析：（1）根據實驗目的，探究潮濕Cl2與Na2CO3反應，裝置A制取Cl2，試劑X為濃鹽酸，因此反應方程式為：4HCl(濃)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；（2）制取的氯氣含有HCl，HCl會和碳酸鈉反應，產生干擾，必須除去，因此試劑Y是飽和食鹽水；(3)因為生成氯氧化物，Cl的化合價升高，必然Cl的化合價降低，假設1中含有NaHCO3和NaCl，也有可能Na2CO3未完全反應，有剩余，假設2為NaHCO3、NaCl、Na2CO3，根據Na2CO3和NaHCO3的性質，步驟2：向a試管中滴加BaCl2溶液，如果有沉淀生成，說明含有Na2CO3，如果沒有沉淀生成，說明不含有Na2CO3；步驟3檢驗NaCl存在，向試管b中滴加稀硝酸，再滴加硝酸銀，如果有沉淀產生結合步驟2中①，說明假設1成立，結合步驟2中②，則假設2成立，

實驗步驟	預期現象和結論
步驟2：向a試管中滴加BaCl2溶液	①若無明顯現象，證明固體中不含碳酸鈉； ②若溶液變渾濁，證明固體中含碳酸鈉
步驟3：向b試管中滴加過量的稀HNO3溶液，再滴加AgNO3溶液	若溶液變渾濁，結合步驟2中①，則假設1成立；結合步驟2中②，則假設2成立

（4）碳酸鈉質量為10.6g，根據碳元素守恒，n(NaHCO3)=10.6/106mol=0.1mol，根據Na元素守恒，NaCl的物質的量為0.1mol，根據得失電子數目守恒，求出氯氧化物中Cl的價態為＋1價，即反應反應方程式為：2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O。