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．
（1）裝置A中發生反應的離子方程式為 ．
（2）該實驗裝置明顯存在不足之處，改進的措施為
（3）已知在裝置C中通入一定量的氯氣后，觀察到測得D中有黃紅色的氣體（提示：是一種氯的氧化物）．已知C中所得固體含有NaHCO3 ． 現對C中的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，為NaHCO3、NaCl
假設二：存在三種成分，為NaHCO3、Na2CO3、NaCl
②設計方案并實驗．請在表格中寫出實驗步驟以及預期現象和結論．
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．

步驟	預期現象和結論
步驟1：取C中少量樣品于試管中，滴加足量蒸餾水 至溶解，然后將所得溶液分別置于A、B試管中	固體物質全部完全溶解
步驟：向A試管中滴加適量BaCl溶液	a． 如果 b． 如果
步驟：	有白色沉淀生成，C的部分有NaCl

結論：由步驟3的結論結合步驟2中的a，則假設一成立；由步驟3的結論結合步驟2中的b，則假設二成立．
若C中有0.1molCl2恰好與10.6gNa2CO3反應，且假設一成立，由此可推知C中反應生成的氯的氧化物為（寫化學式），寫出C中發生反應的化學方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）MnO2+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl2↑+2H2O
（2）在裝置D后連接以尾氣處理裝置
（3）Cl2O；2Cl2+2Na2CO3+H2O═2NaCl+2NaHCO3+Cl2O
【解析】解：（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯氣、氯化錳和水，化學方程式：MnO2+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl2↑+2H2O； 所以答案是：MnO2+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl2↑+2H2O；（2）氯氣有毒，直接排放能夠引起空氣污染，應進行尾氣處理，所以應在裝置D后連接以尾氣處理裝置；
所以答案是：在裝置D后連接以尾氣處理裝置；（3）步驟2中向A試管中滴加適量BaCl2溶液，是檢驗產物中是否有Na2CO3 ， 最后的結論：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；
C中有0.1mol Cl2參加反應．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，若假設一成立，反應為Cl2+Na2CO3→NaHCO3+NaCl+X，依據氧化還原反應電子守恒計算判斷氯元素化合價為+1價：可推知C中反應生成的含氯氧化物為Cl2O；反應的化學方程式為：2Cl2+H2O+2Na2CO3=2NaHCO3+2NaCl+Cl2O；
所以答案是：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；
Cl2O； 2Cl2+2Na2CO3+H2O═2NaCl+2NaHCO3+Cl2O．
【考點精析】掌握氯氣的化學性質和氯氣的實驗室制法是解答本題的根本，需要知道氯氣的化學性質：與金屬反應將金屬氧化成高價態；非金屬反應；與水反應；與堿反應；與還原性物質反應；實驗室制法：MnO2+4HCl（濃）=MnCl2+Cl2↑+2H2O．