Question

（2013?日照一模）某化学活动小组设计如图所示（部分夹持装置已略去）实验装置，以探究潮湿的Cl₂与Na₂CO₃反应得到的固体物质．

（1）装置A中发生反应的离子方程式为

MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O

．
（2）装置B中试剂Y应为

饱和食盐水

．
（3）该实验装置中明显存在不足之处，改进的措施为

在装置D后连接一尾气处理装置

．
（4）已知在装置C中通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体
（含氯氧化物）．C中含氯元素的盐只有一种，且含有NaHCO₃．现对C中的成分进行猜想和探究．
①提出合理假设．
假设一：存在两种成分，为NaHCO₃和

NaCl

；
假设二：存在三种成分，为NaHCO₃和

NaCl

、

Na₂CO₃

．
②设计方案并实验．请在表格中写出实验步骤以及预期现象和结论．
限选试剂和仪器：蒸馏水、稀硝酸、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、试管、小烧杯．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水 至固体溶解，然后将所得溶液分别置于A、B试管中．
步骤2：向A试管中滴加适量BaCl2溶液．	a． a．若无明显现象，证明固体中不含Na2CO3 b．若溶液变浑浊，证明固体中含Na2CO3
步骤3： 向B试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液	b． 若溶液变浑浊，证明固体中含有NaCl

结论：由步骤3的结论结合步骤2中的a，则假设一成立；由步骤3的结论结合步骤2中的b，则假设二成立．
（5）已知C中有0.1mol Cl₂参加反应．若假设一成立，可推知C中反应生成的含氯氧化物为

Cl₂O

（写化学式）．

Answer 1

分析：由潮湿的氯气与Na₂CO₃发生的反应，结合已知信息来提出自己的假设．因产物中只有一种常温下为黄红色的含氯氧化物气体，该含氯氧化物中氯元素的化合价应为正价，则产物中含氯元素的盐只能为NaCl．假设存在两种成分，为NaHCO₃和NaCl；假设存在三种成分，应还有未完全反应的Na₂CO₃，即是NaHCO₃、NaCl和Na₂CO₃．步骤2中向A试管中滴加适量BaCl₂溶液，是检验产物中是否有Na₂CO₃，回答该小题时要结合最后的结论，a应为证明固体中不含Na₂CO₃，b应为证明固体中含Na₂CO₃，不能颠倒．步骤3应是检验氯离子，应向B试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加AgNO₃溶液，若溶液变浑浊，证明固体中含有NaCl；

解答：解：由潮湿的氯气与Na₂CO₃发生的反应，结合已知信息来提出自己的假设．因产物中只有一种常温下为黄红色的含氯氧化物气体，该含氯氧化物中氯元素的化合价应为正价，则产物中含氯元素的盐只能为NaCl．假设存在两种成分，为NaHCO₃和NaCl；假设存在三种成分，应还有未完全反应的Na₂CO₃，即是NaHCO₃、NaCl和Na₂CO₃．步骤2中向A试管中滴加适量BaCl₂溶液，是检验产物中是否有Na₂CO₃，回答该小题时要结合最后的结论，a应为证明固体中不含Na₂CO₃，b应为证明固体中含Na₂CO₃，不能颠倒．步骤3应是检验氯离子，应向B试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加AgNO₃溶液，若溶液变浑浊，证明固体中含有NaCl；
（1）装置A中是制取氯气的反应，利用反应原理是二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水，发生反应的离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^- 

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）制备氯气中含有氯化氢气体，需要用饱和食盐水除去；
故答案为：饱和食盐水；
（3）氯气是有毒气体，不能排放到空气中，需要进行尾气吸收，连接一盛有NaOH溶液的洗气瓶；
故答案为：在装置D后连接一尾气处理装置；
（4）在装置C中通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体（含氯氧化物）．C中含氯元素的盐只有一种，且含有NaHCO₃．假设存在两种成分，为NaHCO₃和NaCl；假设存在三种成分，应还有未完全反应的Na₂CO₃，即是NaHCO₃、NaCl和Na₂CO₃．步骤2中向A试管中滴加适量BaCl₂溶液，是检验产物中是否有Na₂CO₃，回答该小题时要结合最后的结论，a应为证明固体中不含Na₂CO₃，b应为证明固体中含Na₂CO₃，不能颠倒．步骤3应是检验氯离子，应向B试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加AgNO₃溶液，若溶液变浑浊，证明固体中含有NaCl；
假设一：存在NaHCO₃和NaCl；
假设二：存在NaHCO₃和NaCl、Na₂CO₃；

步骤2： 向A试管中滴加BaCl2溶液	a．若无明显现象，证明固体中不含Na2CO3 b．若溶液变浑浊，证明固体中含Na2CO3
步骤3：向B试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液	若溶液变浑浊，证明固体中含有NaCl

故答案为：NaCl；NaCl、Na₂CO₃；

步骤2： 向A试管中滴加BaCl2溶液	a．若无明显现象，证明固体中不含Na2CO3 b．若溶液变浑浊，证明固体中含Na2CO3
步骤3：向B试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液	若溶液变浑浊，证明固体中含有NaCl

（5）C中有0.1mol Cl₂参加反应．装置C中通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体，若假设一成立，反应为Cl₂+Na₂CO₃=NaHCO₃+NaCl+X，依据氧化还原反应电子守恒计算判断氯元素化合价为+1价：可推知C中反应生成的含氯氧化物为Cl₂O；
故答案为：Cl₂O；

点评：本题为实验探究题，要求学生具有设计实验的能力，会书写实验报告．此题易忽视的点是图中给出的10.6g（即0.1mol）干燥的碳酸钠，此信息在第（5）推知C中反应生成的含氯氧化物的化学式是至关重要的条件．