题目内容

(12分)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。

(1)写出装置A中发生反应的化学方程式: 。

(2)写出试剂Y的名称: 。

(3)已知:通入一定量的氯气后,测得D中只有一种常温下为黄棕色的气体,其为含氯氧化物。可以确定的是C中含氯化合物(盐)只有一种,且含有NaHCO3,现对C的成分进行猜想和探究。

①提出合理假设。

假设1:存在两种成分:NaHCO3和 ;

假设2:存在三种成分:NaHCO3和 、 。

②设计方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。

限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。

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,滴加足量蒸馏水至固体溶解,然后将所得溶液分别置于a、b试管中。

 

步骤2:

情况①:

情况②:

步骤3:

 

(4)D中黄棕色的气体化学式为 。

 

(1)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)饱和食盐水(或饱和氯化钠溶液)

(3)NaCl;Na2CO3、NaCl

实验步骤

预期现象和结论

步骤2:向a试管中滴加BaCl2溶液

①若无明显现象,证明固体中不含碳酸钠

②若溶液变浑浊,证明固体中含碳酸钠

步骤3:向b试管中滴加过量的稀HNO3溶液,再滴加AgNO3溶液

若溶液变浑浊,结合步骤2中①,则假设1成立;结合步骤2中②,则假设2成立

(4) Cl2O

【解析】

试题解析:(1)实验室制备氯气,结合装置分析可知是利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气,反应的化学方程式为:4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O;(2)实验制备氯气中含有氯化氢气体,需要用饱和食盐水除去;(3)在装置C中通入一定量的氯气后,测得D中只有一种常温下为黄红色的气体(含氯氧化物).C中含氯元素的盐只有一种,且含有NaHCO3.假设存在两种成分,为NaHCO3和NaCl;假设存在三种成分,应还有未完全反应的Na2CO3,即是NaHCO3、NaCl和Na2CO3.步骤2中向A试管中滴加适量BaCl2溶液,是检验产物中是否有Na2CO3,回答该小题时要结合最后的结论,a应为证明固体中不含Na2CO3,b应为证明固体中含Na2CO3,不能颠倒.步骤3应是检验氯离子,应向B试管中滴加过量的稀硝酸,再滴加AgNO3溶液,若溶液变浑浊,证明固体中含有NaCl;假设一:存在NaHCO3和NaCl;假设二:存在NaHCO3和NaCl、Na2CO3;

实验步骤

预期现象和结论

步骤2:向a试管中滴加BaCl2溶液

①若无明显现象,证明固体中不含碳酸钠

②若溶液变浑浊,证明固体中含碳酸钠

步骤3:向b试管中滴加过量的稀HNO3溶液,再滴加AgNO3溶液

若溶液变浑浊,结合步骤2中①,则假设1成立;结合步骤2中②,则假设2成立

(4)C中有0.1mol Cl2参加反应.装置C中通入一定量的氯气后,测得D中只有一种常温下为黄红色的气体,若假设一成立,反应为Cl2+Na2CO3→NaHCO3+NaCl+X,依据氧化还原反应电子守恒计算判断氯元素化合价为+1价:可推知C中反应生成的含氯氧化物为Cl2O。

考点:物质性质验证的实验设计

 

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