Question

X、Y、Z、W四种化合物均由1～18号元素组成，其中X含有四种元素，X、Y、Z的焰色反应均为黄色，W为无色无味气体．这四种化合物具有下列转化关系如图1（部分反应物、产物及反应条件已略去）．请回答：
（1）W的分子式是

CO₂

．
（2）X与Y在溶液中反应的离子方程式是

HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O

．
（3）X含有的四种元素之间（二种、三种或四种）可组成多种化合物，选用其中某些化合物，利用图2装置快速制取少量的O₂，并演示Na在O₂中的燃烧实验．
①关闭装置中的止水夹a后，开启活塞b，漏斗中液体不断地往下滴，直至全部流入试管．试判断装置是否漏气

漏气

 （填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”），判断理由是

漏斗中的液体能全部流入试管说明试管中压强与外界相同

．
②写出A装置中反应的化学方程式并标出电子得失情况：

．
③C装置中观察到的现象是

剧烈燃烧，发出黄光，有淡黄色物质生成；

．
④D装置中盛放的试剂是

碱石灰

，其作用是

防止空气中的H₂O、CO₂进入C装置

．
（4）向Z溶液中通入氯气，可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质，同时有X生成，该反应的化学方程式是

2Na₂CO₃+Cl₂+H₂O=NaClO+NaCl+2NaHCO₃

．

Answer 1

分析：（1）X、Y、Z、W四种化合物均由1～18号元素组成，其中X含有四种元素，X、Y、Z的焰色反应均为黄色，W为无色无味气体．这四种化合物具有下列转化关系如图1，X、Y、Z的焰色反应均为黄色，说明三者均为钠元素的化合物．X含有四种元素，在加热条件下能生成Z，这四种化合物均为短周期元素组成，且W为无色无味的气体（中学阶段常见的无色无味的气体为H₂、O₂、CO₂等），可推出X为NaHCO₃，Y为NaOH，Z为Na₂CO₃，W为CO₂；
（2）X与Y在溶液中反应是NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（3）X所含的四种元素为：Na、H、C、O，这四种元素组成的化合物有：NaHCO₃、Na₂CO₃、NaOH、H₂CO₃、Na₂O、Na₂O₂、NaOH、H₂O、H₂O₂、CO₂、CO等无机物和烃、烃的含氧衍生物等有机物．选用其中某些化合物，利用图2装置快速制取少量的O₂，并演示Na在O₂中的燃烧实验．
①依据装置漏气检查的主要依据是装置中的压强关系分析判断；
②依据装置2快速制氧气分析判断A装置是过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气的反应；
③依据装置分析，A装置生成氧气干燥后通入加热的金属钠中剧烈反应，钠在氧气中 燃烧生成但黄色固体，火焰呈黄色；
④依据实验目的是验证钠和氧气反应的现象分析；
（4）向Z（Na₂CO₃）溶液中通入氯气，可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质应为次氯酸钠，同时有X（NaHCO₃）生成，依据原子守恒配平写出化学方程式；

解答：解：（1）X、Y、Z的焰色反应均为黄色，说明三者均为钠元素的化合物．X含有四种元素，在加热条件下能生成Z，这四种化合物均为短周期元素组成，且W为无色无味的气体（中学阶段常见的无色无味的气体为H₂、O₂、CO₂等），可推出X为NaHCO₃，Y为NaOH，Z为Na₂CO₃，W为CO₂．故答案为：CO₂；
（2）X与Y在溶液中反应是NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，离子方程式是HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；故答案为：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（3）X所含的四种元素为：Na、H、C、O，这四种元素组成的化合物有：NaHCO₃、Na₂CO₃、NaOH、H₂CO₃、Na₂O、Na₂O₂、NaOH、H₂O、H₂O₂、CO₂、CO等无机物和烃、烃的含氧衍生物等有机物；
①关闭装置中的止水夹a后，开启活塞b，漏斗中液体不断地往下滴，直至全部流入试管，说明装置漏气，因为漏斗中的液体能全部流入试管，说明试管中压强与外界相同漏气；
故答案为：漏水；漏斗中的液体能全部流入试管说明试管中压强与外界相同；
②A装置中反应是过氧化钠和水的反应，反应的化学方程式为2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑反应的电子转移情况用双线桥标出电子得失情况为：
故答案为：；
③C装置中观察到的现象是难在氧气中 燃烧的实验现象，钠剧烈燃烧，发出黄光，有淡黄色物质生成；故答案为：剧烈燃烧，发出黄光，有淡黄色物质生成；
④为避免空气中的二氧化碳和水蒸气进入C装置与钠反应，影响实验现象的判断，干燥管中应装碱石灰；故答案为：碱石灰；  防止空气中的H₂O、CO₂进入C装置；
（4）向Z（Na₂CO₃）溶液中通入氯气，可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质应为次氯酸钠，同时有X（NaHCO₃）生成，依据原子守恒配平得到化学方程式为：2Na₂CO₃+Cl₂+H₂O=NaClO+NaCl+2NaHCO₃；故答案为：2Na₂CO₃+Cl₂+H₂O=NaClO+NaCl+2NaHCO₃；

点评：本题考查了元素化合物的相互转化，实验操作和实验设计的原理应用，是高考出题的热点之一．题目往往以框图推断题的形式展现，纵观近几年的高考试题，会发现这类试题的突破点（题眼）在逐渐减少，难度在逐渐增加．这就要求学生必须对元素化合的知识非常熟练，在学习时要让学生多总结、多联系，形成知识网络．