题目内容

某化学活动小组设计如图所示(部分夹持装置已略去)实验装置,以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到的固体物质的成分.

(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:
 
..
(2)向C装置中通入一定量的氯气后,测得只生成一种气体(常温下为红黄色,且为氯的氧化物).可以确定的是C得到的固体最多含有三种物质,含有氯元素的盐只有一种,且一定含有NaHCO3,现对C中得到的固体成分进行猜想和验证.
①提出合理猜想:一定含有NaHCO3和
 
;可能含有剩余的Na2CO3.
②设计方案,进行成分检验:
请完成实验步骤3、4以及预期现象和结论并将答案填入下表的相应空格内.限选实验试剂:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、品红、稀盐酸.
实       验       步       骤预  期  现  象  和  结  论
步骤1:取C中的少量固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解,然后各取1~2mL所得溶液分别置于
甲、乙两支试管中.
得到无色溶液
步骤2:向甲试管中加入过量的BaCl2溶液,静置.若溶液变浑浊,证明固体中含有
 
.
步骤3:取甲试管中上层清液少许于另一只试管中,
滴加少量
 
,充分振荡.
若
 
,
证明固体中含有NaHCO3.
步骤4:向乙试管中
 
.
若
 
;
证明固体中含有
 
.
(3)完成C中反应的化学方程式:2Cl2+2Na2CO3+H2O═
 
.
考点:探究物质的组成或测量物质的含量,氯气的实验室制法
专题:实验探究和数据处理题
分析:(1)在加热条件下,二氧化锰和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气和水;
(2)①氯气和碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠、氯的氧化物;
②步骤2、碳酸根离子能和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀;
步骤3、向溶液中加入澄清石灰水,如果溶液变浑浊,说明含有碳酸氢钠;
步骤4、氯离子和硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀;
(3)氯气和碳酸钠反应生成碳酸氢钠、氯化钠,根据元素化合价变化规律知,生成氯的氧化物中Cl元素化合价应该是+1价.
解答: 解:(1)在加热条件下,二氧化锰和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气和水,反应方程式为MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)①氯气和碳酸钠反应中生成氯的氧化物,则氯元素失电子化合价升高,还需要得电子化合价降低,所以还生成NaCl,所以固体中一定含有NaCl,故答案为:NaCl;
②步骤2中,加入氯化钡溶液,钡离子和碳酸根离子反应生成碳酸钡白色沉淀,如果溶液变浑浊,说明溶液中含有Na2CO3,
步骤3中,取甲试管中上层清液少许于另一只试管中,滴加少量澄清石灰水,如果上层溶液变浑浊,说明固体中可溶性物质和氢氧化钙发生复分解反应,步骤2中去除碳酸根离子,所以证明固体中含有碳酸氢钠;
步骤4中,先加入过量的稀HNO3,再滴入少量AgNO3溶液,如果产生白色沉淀,则溶液中一定含有氯化钠,故答案为:
步骤2:Na2CO3
步骤3:澄清石灰水上层清液变浑浊
步骤4:先加入过量的稀HNO3,
再滴入少量AgNO3溶液
生成白色沉淀;
氯化钠
(3)氯气和碳酸钠反应生成碳酸氢钠、氯化钠,根据元素化合价变化规律知,生成氯的氧化物中Cl元素化合价应该是+1价,所以生成物是碳酸氢钠、氯化钠和氧化氯,
故答案为:2NaHCO3+2NaCl+Cl2O↑.
点评:本题采用实验探究的方法考查物质的组成,侧重考查分析、推断能力,明确实验原理是解本题关键,知道常见离子的检验方法,会根据氧化还原反应特点、元素守恒判断生成物,题目难度中等.
练习册系列答案
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某化学兴趣小组测定某Fe2(SO4)3样品(只含少量FeCl2杂质)中铁元素的质量分数,按以下实验步骤进行操作:
①称取a g样品,置于烧杯中;
②加入50mL 1.0mol/L稀硫酸和一定量的蒸馏水,使样品溶解,然后准确配制成250.00mL溶液;
③量取25.00mL步骤②中配得的溶液,置于烧杯中,加入适量的氯水,使反应完全;
④加入过量氨水,充分搅拌,使沉淀完全;
⑤过滤,洗涤沉淀;
⑥将沉淀转移到某容器内,加热、搅拌,直到固体由红褐色全部变为红棕色后,在干燥器中冷却至室温后,称量;
⑦…

请根据上面叙述,回答:
(1)如图所示仪器中,本实验步骤①②③中必须用到的仪器有E和
 
(填字母).
(2)步骤②中:配制50mL,1.0mol/L稀H2SO4需要98%(密度1.84g/cm3)的浓H2SO4体积为
 
 mL.
(3)样品中的杂质Fe2+有较强的还原性,完成并配平下列反应的离子方程式
 
Fe2++
 
ClO2+
 
 
=
 
Fe3++
 
Cl-+
 
H2O
从理论上分析,上述实验中若将氯水改为ClO2时,对实验结果造成
 
填“偏大”“偏小”或“不影响”),等物质的量的ClO2与Cl2的氧化效率之比为
 
.
(4)若步骤⑥不在干燥器中冷却,则测定的铁元素的质量分数会
 
(填“偏大”“偏小”或“不影响”);第⑥步的操作中,将沉淀物冷却至室温,称量其质量为m1 g,再次加热并冷却至室温称量其质量为m2 g,若m1与m2差值较大,接下来的操作应当是
 
.

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