Question

12．X、Y、Z、W四種化合物均由元素周期表前18號元素組成，其中X含有四種元素，X、Y、Z的焰色反應均為黃色，W為無色無味氣體．這四種化合物具有下列轉化關系（部分反應物、產(chǎn)物及反應條件已略去）．

請回答：
（1）W的化學式是CO₂．
（2）X與Y在溶液中反應的離子方程式是HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O．
（3）X含有的四種元素之間（二種、三種或四種）可組成多種化合物，選用其中某些化合物，利用圖裝置（夾持固定裝置已略去）進行實驗，裝置Ⅲ中生成白色沉淀，裝置V中可收集到一種無色氣體．
①裝置Ⅰ中反應的化學方程式是Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O或2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O．
裝置Ⅱ中物質(zhì)的化學式是Na₂O₂．
②用X含有的四種元素中的兩種組成的某化合物，在催化劑存在下制備并收集純凈干燥的位置V中氣體，該化合物的化學式是H₂O₂，所需儀器裝置是Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ（從上圖選擇必要裝置，填寫編號）．

Answer 1

分析 X、Y、Z的焰色反應均為黃色，說明三者均為鈉元素的化合物．X含有四種元素，在加熱條件下能生成Z，可推知，X為NaHCO₃，Y為NaOH，Z為Na₂CO₃，Z得到W為無色無味的氣體，應是與酸反應生成的CO₂．
（1）分析可知W為二氧化碳；
（2）氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應生成碳酸鈉與水；
（3）①NaHCO₃含有的四種元素之間（二種、三種或四種）可組成多種化合物，根據(jù)裝置Ⅲ中Ba（OH）₂飽和溶液產(chǎn)生白色沉淀，且圖示中裝置I、Ⅱ中的物質(zhì)均為固體，推測裝置I中的物質(zhì)為NaHCO₃或Na₂CO₃固體，因為裝置Ⅴ中收集到一種無色氣體，說明裝置I中產(chǎn)生的CO₂與裝置Ⅱ中的物質(zhì)反應生成了另一種無色氣體，進而推測出裝置Ⅱ中的物質(zhì)為Na₂O₂，裝置Ⅴ中收集的氣體是O₂；
②裝置Ⅴ中收集的氣體是O₂，O₂的制取也可以用H₂O₂ 在二氧化錳作催化劑條件下分解制得，I為發(fā)生裝置，Ⅳ進行干燥，Ⅴ進行收集；

解答 解：X、Y、Z的焰色反應均為黃色，說明三者均為鈉元素的化合物．X含有四種元素，在加熱條件下能生成Z，可推知，X為NaHCO₃，Y為NaOH，Z為Na₂CO₃，Z得到W為無色無味的氣體，應是與酸反應生成的CO₂，
（1）上述分析可知W為CO₂，故答案為：CO₂；
（2）氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應生成碳酸鈉與水，反應離子方程式為：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O，
故答案為：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（3）NaHCO₃含有的四種元素之間（二種、三種或四種）可組成多種化合物，根據(jù)裝置Ⅲ中Ba（OH）₂飽和溶液產(chǎn)生白色沉淀，且圖示中裝置I、Ⅱ中的物質(zhì)均為固體，推測裝置I中的物質(zhì)為NaHCO₃或Na₂CO₃固體，因為裝置Ⅴ中收集到一種無色氣體，說明裝置I中產(chǎn)生的CO₂與裝置Ⅱ中的物質(zhì)反應生成了另一種無色氣體，進而推測出裝置Ⅱ中的物質(zhì)為Na₂O₂，裝置Ⅴ中收集的氣體是O₂．
①裝置Ⅰ中反應的化學方程式：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O或2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O，裝置Ⅱ中物質(zhì)的化學式為Na₂O₂，
故答案為：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↑制備，I為發(fā)生裝置，Ⅳ進行干燥，Ⅴ進行收集，
故答案為：H₂O₂；Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ；

點評 本題考查無機物推斷，涉及鈉元素化合物的相互轉化，要求學生對元素化合的知識非常熟練，把握常見氣體的制備方法，題目難度中等．