Question

12．某化學活動小組設計如圖所示（部分夾持裝置已略去）實驗裝置，以探究潮濕的Cl₂與Na₂CO₃反應得到的固體物質．
（1）裝置A中發(fā)生反應的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）該實驗裝置明顯存在不足之處，改進的措施為在裝置D后連接以尾氣處理裝置
（3）已知在裝置C中通入一定量的氯氣后，觀察到測得D中有黃紅色的氣體（提示：是一種氯的氧化物）．已知C中所得固體含有NaHCO₃．現(xiàn)對C中的成分進行猜想和探究．
①提出合理假設．
假設一：存在兩種成分，為NaHCO₃、NaCl
假設二：存在三種成分，為NaHCO₃、Na₂CO₃、NaCl
②設計方案并實驗．請在表格中寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結論．
限選試劑和儀器：蒸餾水、稀硝酸、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、試管、小燒杯．

步驟	預期現(xiàn)象和結論
步驟1：取C中少量樣品于試管中，滴加足量蒸餾水 至溶解，然后將所得溶液分別置于A、B試管中	固體物質全部完全溶解
步驟：向A試管中滴加適量BaCl溶液	a．  如果 b．  如果
步驟：	有白色沉淀生成，C的部分有NaCl

結論：由步驟3的結論結合步驟2中的a，則假設一成立；由步驟3的結論結合步驟2中的b，則假設二成立．
若C中有0.1molCl₂恰好與10.6gNa₂CO₃反應，且假設一成立，由此可推知C中反應生成的氯的氧化物為Cl₂O（寫化學式），寫出C中發(fā)生反應的化學方程式2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O═2NaCl+2NaHCO₃+Cl₂O．

Answer 1

分析 （1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯氣、氯化錳和水；
（2）氯氣有毒，直接排放能夠引起空氣污染，圖中實驗裝置缺少尾氣處理裝置；
（3）步驟2中向A試管中滴加適量BaCl₂溶液，是檢驗產(chǎn)物中是否有Na₂CO₃，回答該小題時要結合最后的結論，a應為證明固體中不含Na₂CO₃，b應為證明固體中含Na₂CO₃，不能顛倒，步驟3應是檢驗氯離子，應向B試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO₃溶液，若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl；
分別假設分析計算，依據(jù)氧化還原反應電子守恒計算判斷氯元素化合價寫出化合物化學式．

解答 解：（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯氣、氯化錳和水，化學方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）氯氣有毒，直接排放能夠引起空氣污染，應進行尾氣處理，所以應在裝置D后連接以尾氣處理裝置；
故答案為：在裝置D后連接以尾氣處理裝置；
（3）步驟2中向A試管中滴加適量BaCl₂溶液，是檢驗產(chǎn)物中是否有Na₂CO₃，最后的結論：a．若無明顯現(xiàn)象，證明固體中不含Na₂CO₃；
b．若溶液變渾濁，證明固體中含Na₂CO₃；
步驟3應是檢驗氯離子，應向B試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO₃溶液，若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl；
C中有0.1mol Cl₂參加反應．裝置C中通入一定量的氯氣后，測得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體，若假設一成立，反應為Cl₂+Na₂CO₃→NaHCO₃+NaCl+X，依據(jù)氧化還原反應電子守恒計算判斷氯元素化合價為+1價：可推知C中反應生成的含氯氧化物為Cl₂O；反應的化學方程式為：2Cl₂+H₂O+2Na₂CO₃=2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O；
故答案為：a．若無明顯現(xiàn)象，證明固體中不含Na₂CO₃；
B．若溶液變渾濁，證明固體中含Na₂CO₃；
步驟3：向B試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO₃溶液；
Cl₂O； 2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O═2NaCl+2NaHCO₃+Cl₂O．

點評 本題考查了物質性質驗證的實驗設計，步驟分析判斷，掌握物質性質和實驗設計方法是解題關鍵，題目難度中等．