Question

16．X、Y、Z、W四种化合物均由短周期元素组成，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的电子式是．
（2）X与Y在溶液中反应的离子方程式是HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O．
（3）将4.48L（标准状况）W通入100mL3mol/L的Y的水溶液后，离子方程式为2CO₂+3OH^-═CO₃^2-+HCO₃^-+H₂O．
（4）自然界中存在X、Z和H₂O按一定比例结晶而成的固体．取一定量该固体溶于水配成100mL溶液，测得溶液中金属阳离子的浓度为0.5mol/L．若取相同质量的固体加热至恒重，剩余固体的质量为2.65g．
（5）向过量的Z溶液中通入Cl₂可以制得漂白液，该反应的离子方程式：2CO₃^2-+Cl₂+H₂O═Cl^-+2 HCO₃^-+ClO^-．

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）二氧化碳分子中碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对；
（2）氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成碳酸钠与水；
（3）将4.48L（标准状况）二氧化碳是0.2mol，通入100mL3mol/L的NaOH的水溶液后，氢氧化钠的物质的量为：0.3mol，因为1＜$\frac{n（NaOH）}{n（C{O}_{2}）}$=$\frac{3}{2}$＜2，所以产物中既有碳酸钠也有碳酸氢钠；
（4）取一定量该固体溶于水配成100mL溶液，测得溶溶中金属阳离子的浓度为0.5mol/L，即钠离子浓度为0.5mol/L．取相同质量的固体加热至恒重，剩余固体为碳酸钠，根据钠离子守恒可知，碳酸钠的质量为 $\frac{1}{2}$×0.1L×0.5mol/L×106g/mol=2.65g；
（5）向过量的碳酸钠溶液中通入Cl₂可以制得漂白液，根据酸性：盐酸＞碳酸＞次氯酸＞碳酸氢钠，由此分析解答．

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）W为CO₂，电子式为，故答案为：；
（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）将4.48L（标准状况）二氧化碳是0.2mol，通入100mL3mol/L的NaOH的水溶液后，氢氧化钠的物质的量为：0.3mol，因为1＜$\frac{n（NaOH）}{n（C{O}_{2}）}$=$\frac{3}{2}$＜2，所以产物中既有碳酸钠也有碳酸氢钠，设碳酸钠的物质的量为xmol，碳酸氢钠的物质的量为ymol，则$\left\{\begin{array}{l}{2x+y=0.3}\\{x+y=0.2}\end{array}\right.$，所以$\left\{\begin{array}{l}{x=0.1mol}\\{y=0.1mol}\end{array}\right.$，所以离子反应方程式为：2CO₂+3OH^-═CO₃^2-+HCO₃^-+H₂O，故答案为：2CO₂+3OH^-═CO₃^2-+HCO₃^-+H₂O；
（4）取一定量该固体溶于水配成100mL溶液，测得溶溶中金属阳离子的浓度为0.5mol/L，即钠离子浓度为0.5mol/L．取相同质量的固体加热至恒重，剩余固体为碳酸钠，根据钠离子守恒可知，碳酸钠的质量为 $\frac{1}{2}$×0.1L×0.5mol/L×106g/mol=2.65g，
故答案为：2.65；
（5）向过量的碳酸钠溶液中通入Cl₂可以制得漂白液，根据酸性：盐酸＞碳酸＞次氯酸＞碳酸氢钠，所以向过量的碳酸钠溶液中通入Cl₂可以制得漂白液，反应的离子方程式为：2CO₃^2-+Cl₂+H₂O═Cl^-+2 HCO₃^-+ClO^-，故答案为：2CO₃^2-+Cl₂+H₂O═Cl^-+2 HCO₃^-+ClO^-．

点评 本题考查无机物的推断，涉及钠元素化合物的转化，焰色反应是推断突破口，注意掌握碳酸钠、碳酸氢钠等物质的性质，把难度不大．