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(jīng)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(xiàn)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．

實驗步驟	預期現(xiàn)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試管中滴加適量BaCl2溶液．
步驟3：

（3）已知C中有0.1mol 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

分析：（1）實驗室制備氯氣是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水；
（2）在裝置C中通入一定量的氯氣后，測得D中只有Cl₂O一種氣體，C中含氯元素的鹽只有一種，且含有NaHCO₃．
假設存在兩種成分，為NaHCO₃和NaCl；
假設存在三種成分，應還有未完全反應的Na₂CO₃，即是NaHCO₃、NaCl和Na₂CO₃．
步驟2中向A試管中滴加適量BaCl₂溶液，是檢驗產(chǎn)物中是否有Na₂CO₃，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．
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；
（3）依據(jù)已知寫出反應物和生成物，用化合價升降法配平化學方程式．

解答：解：（1）實驗室制備氯氣，結合裝置分析可知是利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯氣，反應的化學方程式為：4HCl（濃）+MnO₂

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：4HCl（濃）+MnO₂

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）在裝置C中通入一定量的氯氣后，測得D中只有Cl₂O一種氣體，C中含氯元素的鹽只有一種，且含有NaHCO₃．
假設存在兩種成分，為NaHCO₃和NaCl；
假設存在三種成分，應還有未完全反應的Na₂CO₃，即是NaHCO₃、NaCl和Na₂CO₃．
步驟2中向A試管中滴加適量BaCl₂溶液，是檢驗產(chǎn)物中是否有Na₂CO₃，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．
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；
假設一：存在NaHCO₃和NaCl；
假設二：存在NaHCO₃和NaCl、Na₂CO₃；

實驗步驟	預期現(xiàn)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(xiàn)象
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 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(xiàn)象，則假設1成立，結合步驟2中溶液變渾濁，則假設2成立．

故答案為：NaCl；NaCl、Na₂CO₃；

實驗步驟	預期現(xiàn)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(xiàn)象
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 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(xiàn)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）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，用化合價升降法配平反應的化學方程式為：2Cl₂+H₂O+2Na₂CO₃═2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O，故答案為：2Cl₂+H₂O+2Na₂CO₃═2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O．

點評：本題考查了物質性質驗證的實驗設計，步驟分析判斷，現(xiàn)象分析理解，掌握物質性質和實驗設計方法是解題關鍵，題目難度中等．