Question

12．X、Y、Z、W四种化合物均由元素周期表前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（部分反应物、产物及反应条件已略去）．

请回答：
（1）W的化学式是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，利用图装置（夹持固定装置已略去）进行实验，装置Ⅲ中生成白色沉淀，装置V中可收集到一种无色气体．
①装置Ⅰ中反应的化学方程式是Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O或2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O．
装置Ⅱ中物质的化学式是Na₂O₂．
②用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物，在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的位置V中气体，该化合物的化学式是H₂O₂，所需仪器装置是Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ（从上图选择必要装置，填写编号）．

Answer 1

分析 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，可推知，X为NaHCO₃，Y为NaOH，Z为Na₂CO₃，Z得到W为无色无味的气体，应是与酸反应生成的CO₂．
（1）分析可知W为二氧化碳；
（2）氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成碳酸钠与水；
（3）①NaHCO₃含有的四种元素之间（二种、三种或四种）可组成多种化合物，根据装置Ⅲ中Ba（OH）₂饱和溶液产生白色沉淀，且图示中装置I、Ⅱ中的物质均为固体，推测装置I中的物质为NaHCO₃或Na₂CO₃固体，因为装置Ⅴ中收集到一种无色气体，说明装置I中产生的CO₂与装置Ⅱ中的物质反应生成了另一种无色气体，进而推测出装置Ⅱ中的物质为Na₂O₂，装置Ⅴ中收集的气体是O₂；
②装置Ⅴ中收集的气体是O₂，O₂的制取也可以用H₂O₂ 在二氧化锰作催化剂条件下分解制得，I为发生装置，Ⅳ进行干燥，Ⅴ进行收集；

解答 解：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，可推知，X为NaHCO₃，Y为NaOH，Z为Na₂CO₃，Z得到W为无色无味的气体，应是与酸反应生成的CO₂，
（1）上述分析可知W为CO₂，故答案为：CO₂；
（2）氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成碳酸钠与水，反应离子方程式为：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O，
故答案为：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（3）NaHCO₃含有的四种元素之间（二种、三种或四种）可组成多种化合物，根据装置Ⅲ中Ba（OH）₂饱和溶液产生白色沉淀，且图示中装置I、Ⅱ中的物质均为固体，推测装置I中的物质为NaHCO₃或Na₂CO₃固体，因为装置Ⅴ中收集到一种无色气体，说明装置I中产生的CO₂与装置Ⅱ中的物质反应生成了另一种无色气体，进而推测出装置Ⅱ中的物质为Na₂O₂，装置Ⅴ中收集的气体是O₂．
①装置Ⅰ中反应的化学方程式：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O或2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O，装置Ⅱ中物质的化学式为Na₂O₂，
故答案为：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O或2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O；Na₂O₂；
②O₂的制取也可以用2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑制备，I为发生装置，Ⅳ进行干燥，Ⅴ进行收集，
故答案为：H₂O₂；Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ；

点评 本题考查无机物推断，涉及钠元素化合物的相互转化，要求学生对元素化合的知识非常熟练，把握常见气体的制备方法，题目难度中等．