Question

某化學(xué)活動小組設(shè)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(yīng)得到的固體物質(zhì)的成分．

（1）寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（2）裝置B的主要作用是

 

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（3）向C裝置中通入一定量的氯氣后，測得只生成一種氣體（常溫下為紅黃色，且為氯的氧化物）．可以確定的是C得到的固體最多含有三種物質(zhì)，含有氯元素的鹽只有一種，且含有NaHCO₃，現(xiàn)對C中得到的固體成分進行猜想和驗證．
①提出合理猜想
一定含有NaHCO₃和

 

；可能含有剩余的Na₂CO₃．
②設(shè)計方案，進行成分檢驗．請完成實驗步驟3、4以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
限選實驗試劑：蒸餾水、稀HNO₃、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、品紅、稀鹽酸．

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取C中的少量固體樣品于試管中，加入蒸餾水至固體溶解，然后各取1～2mL所得溶液分別置于甲、乙兩支試管中．	得到無色溶液
步驟2：向甲試管中加入過量的BaCl2溶液，靜置	若溶液變渾濁，證明固體中含碳酸鈉．
步驟3：
步驟4：

（4）完成C中反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=

 

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Answer 1

分析：（1）二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、氯氣、水；
（2）氯氣中混有揮發(fā)的HCl；
（3）①氯氣和碳酸鈉反應(yīng)，由元素守恒可知一定會生成NaCl；
②澄清石灰水與碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀；NaCl與硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀；
（4）由（3）可知，生成NaHCO₃、NaCl，還生成一種氣體為氯的氧化物，由電子守恒及質(zhì)量守恒定律分析．

解答：解：（1）二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、氯氣、水，該反應(yīng)為MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）氯氣中混有揮發(fā)的HCl，則裝置B為除雜裝置，其作用為除去Cl₂中混有的HCl氣體，故答案為：除去Cl₂中混有的HCl氣體；
（3）①氯氣和碳酸鈉反應(yīng)時，可看成氯氣和水反應(yīng)生成HCl、HClO，再與Na₂CO₃反應(yīng)，由元素守恒可知一定會生成NaCl，故答案為：NaCl；
②因澄清石灰水與碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，NaCl與硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，則步驟3為向甲中上層清液中滴入少量澄清石灰水，現(xiàn)象和結(jié)論為若上層清液變渾濁，證明固體中含有碳酸氫鈉；步驟4為向乙試管中加入過量的稀HNO₃，再滴入少量AgNO₃溶液，現(xiàn)象與結(jié)論為若生成白色沉淀，證明固體中含有氯化鈉，
故答案為：

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟3：向甲中上層清液中滴入少量澄清石灰水	若上層清液變渾濁，證明固體中含有碳酸氫鈉
步驟4：向乙試管中加入過量的稀HNO3，再滴入少量AgNO3溶液	若生成白色沉淀，證明固體中含有氯化鈉

（4）由（3）可知，生成NaHCO₃、NaCl，還生成一種氣體為氯的氧化物X，由2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=2NaHCO₃+2NaCl+X可知，由電子守恒可知X中Cl元素的化合價為+1價，由原子守恒可知X中含2個Cl、1和O，即X為Cl₂O，該反應(yīng)為2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O↑，故答案為：2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O↑．

點評：本題以探究潮濕的Cl₂與Na₂CO₃反應(yīng)得到的固體物質(zhì)的成分考查氯氣的制法及離子的檢驗，綜合性較強，把握常見離子的檢驗方法、物質(zhì)的性質(zhì)、質(zhì)量守恒定律等為解答的關(guān)鍵，注重基礎(chǔ)知識的遷移應(yīng)用，題目難度中等．