Question

16．X、Y、Z、W四種化合物均由短周期元素組成，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、產物及反應條件已略去）．
請回答：
（1）W的電子式是．
（2）X與Y在溶液中反應的離子方程式是HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O．
（3）將4.48L（標準狀況）W通入100mL3mol/L的Y的水溶液后，離子方程式為2CO₂+3OH^-═CO₃^2-+HCO₃^-+H₂O．
（4）自然界中存在X、Z和H₂O按一定比例結晶而成的固體．取一定量該固體溶于水配成100mL溶液，測得溶液中金屬陽離子的濃度為0.5mol/L．若取相同質量的固體加熱至恒重，剩余固體的質量為2.65g．
（5）向過量的Z溶液中通入Cl₂可以制得漂白液，該反應的離子方程式：2CO₃^2-+Cl₂+H₂O═Cl^-+2 HCO₃^-+ClO^-．

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）二氧化碳分子中碳原子與氧原子之間形成2對共用電子對；
（2）氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應生成碳酸鈉與水；
（3）將4.48L（標準狀況）二氧化碳是0.2mol，通入100mL3mol/L的NaOH的水溶液后，氫氧化鈉的物質的量為：0.3mol，因為1＜$\frac{n（NaOH）}{n（C{O}_{2}）}$=$\frac{3}{2}$＜2，所以產物中既有碳酸鈉也有碳酸氫鈉；
（4）取一定量該固體溶于水配成100mL溶液，測得溶溶中金屬陽離子的濃度為0.5mol/L，即鈉離子濃度為0.5mol/L．取相同質量的固體加熱至恒重，剩余固體為碳酸鈉，根據鈉離子守恒可知，碳酸鈉的質量為 $\frac{1}{2}$×0.1L×0.5mol/L×106g/mol=2.65g；
（5）向過量的碳酸鈉溶液中通入Cl₂可以制得漂白液，根據酸性：鹽酸＞碳酸＞次氯酸＞碳酸氫鈉，由此分析解答．

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）W為CO₂，電子式為，故答案為：；
（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）將4.48L（標準狀況）二氧化碳是0.2mol，通入100mL3mol/L的NaOH的水溶液后，氫氧化鈉的物質的量為：0.3mol，因為1＜$\frac{n（NaOH）}{n（C{O}_{2}）}$=$\frac{3}{2}$＜2，所以產物中既有碳酸鈉也有碳酸氫鈉，設碳酸鈉的物質的量為xmol，碳酸氫鈉的物質的量為ymol，則$\left\{\begin{array}{l}{2x+y=0.3}\\{x+y=0.2}\end{array}\right.$，所以$\left\{\begin{array}{l}{x=0.1mol}\\{y=0.1mol}\end{array}\right.$，所以離子反應方程式為：2CO₂+3OH^-═CO₃^2-+HCO₃^-+H₂O，故答案為：2CO₂+3OH^-═CO₃^2-+HCO₃^-+H₂O；
（4）取一定量該固體溶于水配成100mL溶液，測得溶溶中金屬陽離子的濃度為0.5mol/L，即鈉離子濃度為0.5mol/L．取相同質量的固體加熱至恒重，剩余固體為碳酸鈉，根據鈉離子守恒可知，碳酸鈉的質量為 $\frac{1}{2}$×0.1L×0.5mol/L×106g/mol=2.65g，
故答案為：2.65；
（5）向過量的碳酸鈉溶液中通入Cl₂可以制得漂白液，根據酸性：鹽酸＞碳酸＞次氯酸＞碳酸氫鈉，所以向過量的碳酸鈉溶液中通入Cl₂可以制得漂白液，反應的離子方程式為：2CO₃^2-+Cl₂+H₂O═Cl^-+2 HCO₃^-+ClO^-，故答案為：2CO₃^2-+Cl₂+H₂O═Cl^-+2 HCO₃^-+ClO^-．

點評 本題考查無機物的推斷，涉及鈉元素化合物的轉化，焰色反應是推斷突破口，注意掌握碳酸鈉、碳酸氫鈉等物質的性質，把難度不大．