Question

某化學活動小組設計如下圖所示（部分夾持裝置已略去）實驗裝置，以探究潮濕的Cl₂與Na₂CO₃反應得到的固體物質。

（1）寫出裝置A中發生反應的化學方程式：              。
（2）寫出試劑Y的名稱：           。
（3）已知：通入一定量的氯氣后，測得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體，其為含氯氧化物。可以確定的是C中含有的氯鹽只有一種，且含有NaHCO₃，現對C成分進行猜想和探究。
①提出合理假設。
假設1：存在兩種成分：NaHCO₃和               ；
假設2：存在三種成分：NaHCO₃和      、         。
②設計方案，進行實驗。請寫出實驗步驟以及預期現象和結論（可不填滿）。
限選實驗試劑和儀器：蒸餾水、稀HNO₃、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、試管、小燒杯。

（4）已知C中有0．1mol Cl₂參加反應。若假設l成立，可推知C中反應的化學方程式為    。

Answer 1

（1）4HCl（濃）+MnO₂MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O（2分）
（2）飽和食鹽水（或飽和氯化鈉溶液）（1分）
（3） 假設一：存在NaHCO₃和NaCl（2分）
假設二：存在NaHCO₃和NaCl、 Na₂CO₃、（2分）

（4）2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=2NaHCO₃+2NaCl＋Cl₂O↑（3分）

本題主要強化教材實驗室制備氯氣的知識點。先制備氯氣，看到MnO₂，可以確定試劑為濃鹽酸，試劑Y飽和食鹽水（或飽和氯化鈉溶液）。根據反應物Cl₂、Na₂CO₃、H₂O，從組成的角度來看，可能有NaHCO₃、NaCl、NaClO、NaClO₃等可能，確定的是C中含有的氯鹽只有一種是NaCl，排除NaClO、NaClO₃。D中收集到的氣體是氯的一種氧化物，且在D中沒有得其它氣體，則Na₂CO₃只是轉化成NaHCO₃。這樣就可以假設有二種可能：NaHCO₃和NaCl和Na₂CO₃、NaHCO₃和NaCl。再將產物探究轉化為物質的驗證可得固體，換句話來說就是驗證Cl^-、CO
xCl₂+xNa₂CO₃+H₂O=xNaHCO₃+xNaCl＋Cl₂O_n↑，Cl₂與Na₂CO₃的物質的量之比為1:1，氧元素守恒n=1，可推出氯的一種氧化物為Cl₂O。