Question

20．Cl₂O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一，它是棕黄色强刺激性气体，沸点3.8℃，熔点-116℃．实验室可用潮湿的Cl₂与Na₂CO₃反应制取少量Cl₂O，装置如下（图Ⅰ）：

回答下列问题：
（1）把浓盐酸直接滴在KMnO₄晶体上就可以产生Cl₂．请模仿“图Ⅱ”在“图Ⅰ”A处补画出正确的装置图，并作必要的标注
（2）B中试剂a应选用b（填下列序号字母）：
a．CCl₄       b．饱和NaCl溶液       c．浓H₂SO₄d．饱和NaHCO₃溶液
（3）通入适量的氯气，在C中生成黄绿色的物质Cl₂O，该物质常温为气体，方程式为：
2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O═2NaHCO₃+2NaCl+1Cl₂O
（4）对C中反应后的固体成分进行检验，请写出实验步骤以及预期的现象和结论．
限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀HNO₃、BaCl₂溶液、Ba（OH）₂溶液、AgNO₃溶液、澄清石灰水、试管、小烧杯、带导管的橡皮塞、过滤装置．

实验步骤	现象和结论
步骤一：取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至完全溶解，然后将溶液分别置于a、b试管中．
步骤二：向a试管中滴加BaCl2溶液，静置．	无明显现象，证明固体中不含Na2CO3
步骤三：取a试管的上层清液于c试管中取a试管的上层清液于c试管中加入适量氢氧化钡溶液	产生白色沉淀证明固体中含有碳酸氢钠
步骤四：向试管b中加入过量稀硝酸溶液向试管b中加入过量稀硝酸溶液再滴加少量硝酸银溶液	有白色沉淀生成 则证明固体中含有NaCl

Answer 1

分析 （1）反应是固体和液体不加热制取气体，液体从分液漏斗加入，固体在锥形瓶内加入高锰酸钾固体，导气管露出胶塞，导气管接B装置胶皮管，画出装置图；
（2）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢，依据氯气与氯化氢水溶性选择除杂剂；
（3）依据氧化还原反应的元素化合价变化，结合电子守恒和原子守恒确定空项物质，配平书写；
（4）依据实验步骤和反应现象，结合物质性质选择试剂，判断反应现象得到结论；

解答 解：（1）把浓盐酸直接滴在KMnO₄晶体上就可以产生Cl₂．反应是固体和液体不加热制取气体，液体从分液漏斗加入，固体在锥形瓶内加入高锰酸钾固体，导气管露出胶塞，导气管接B装置胶皮管，画出装置图为：
；
故答案为：；
（2）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢，氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，可以选择饱和食盐水除去氯气中的氯化氢；
故答案为：b；
（3）反应中部分氯元素化合价升高：0→+1价，部分氯元素化合价降低：0→-1价，依据氧化还原反应得失电子守恒，氯化钠系数为2，Cl₂O系数为1，依据原子个数守恒，反应方程式：2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O；
故答案为：2，2，H₂O，2，2，1；
（4）对C中反应后的固体成分进行检验，乙实验的方法测定是否含有碳酸钠，碳酸氢钠，氯化钠，依据题干实验步骤，步骤二加入氯化钡检验碳酸钠的存在；步骤三利用酸和碳酸氢钠反应生成碳酸钠，在溶液中和钡离子反应生成白色沉淀证明碳酸氢钠的存在；步骤四加入过量稀硝酸排除其他离子的干扰，加入硝酸银生成白色沉淀判断氯化钠的存在；
故答案为：

实验步骤	现象和结论
步骤三：取a试管的上层清液于c试管中加入适量氢氧化钡溶液	产生白色沉淀证明固体中含有碳酸氢钠
步骤四：向试管b中加入过量稀硝酸溶液再滴加少量硝酸银溶液	有白色沉淀生成

点评 本题考查了实验制取氯气的方法和装置选择，产物判断及验证，熟悉实验原理，明确物质的性质是解题关键，题目难度中等．