Question

1．X、Y、Z、W四種化合物均由1～18號元素組成，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．這四種化合物具有如圖1所示轉(zhuǎn)化關系（部分反應物、產(chǎn)物及反應條件已略去）．

請回答：
（1）X與Y的溶液反應的離子方程式是HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O．
（2）X含有的四種元素之間（二種、三種或四種）可組成多種化合物，選用其中某些化合物，利用圖2裝置（夾持固定裝置已略去）進行實驗，裝置Ⅲ中產(chǎn)生白色沉淀，裝置Ⅴ中可收集到一種無色氣體．裝置Ⅰ中反應的化學方程式是Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O或2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O，裝置Ⅱ中物質(zhì)的化學式是Na₂O₂．
（3）向Z溶液中通入氯氣，可制得某種生產(chǎn)和生活中常用的漂白消毒的物質(zhì)（NaClO）以及生活常見的一種鹽，同時有X生成，該反應的化學方程式是2Na₂CO₃+Cl₂+H₂O═NaClO+NaCl+2NaHCO₃．
（4）將標況下4.48L的W與含12gY的水溶液充分反應，所得溶液中溶質(zhì)的成分及其物質(zhì)的量為Na₂CO₃0.1mol、NaHCO₃0.1mol．

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）碳酸氫鈉與氫氧化鈉的溶液反應生成碳酸鈉和水；
（2）NaHCO₃含有的四種元素之間（二種、三種或四種）可組成多種化合物，根據(jù)裝置Ⅲ中Ba（OH）₂飽和溶液產(chǎn)生白色沉淀，且圖示中裝置I、Ⅱ中的物質(zhì)均為固體，推測裝置I中的物質(zhì)為NaHCO₃或Na₂CO₃固體，因為裝置Ⅴ中收集到一種無色氣體，說明裝置I中產(chǎn)生的CO₂與裝置Ⅱ中的物質(zhì)反應生成了另一種無色氣體，進而推測出裝置Ⅱ中的物質(zhì)為Na₂O₂，裝置Ⅴ中收集的氣體是O₂；
（3）向碳酸鈉溶液中通入氯氣，可制得某種生產(chǎn)和生活中常用的漂白消毒的物質(zhì)（NaClO）以及生活常見的一種鹽，同時有碳酸氫鈉生成；
（4）二氧化碳物質(zhì)的量=4.48L÷22.4L/mol=0.2mol，12gY的物質(zhì)的量=$\frac{12g}{40g/mol}$=0.3mol，二者的物質(zhì)的量之比為0.2mol：0.3mol=2：3，二者反應生成碳酸鈉、碳酸氫鈉，根據(jù)原子守恒計算生成碳酸鈉、碳酸氫鈉物質(zhì)的量．

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）碳酸氫鈉與氫氧化鈉的溶液反應生成碳酸鈉和水，離子方程式為HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O，故答案為：HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O；
（2）NaHCO₃含有的四種元素之間（二種、三種或四種）可組成多種化合物，根據(jù)裝置Ⅲ中Ba（OH）₂飽和溶液產(chǎn)生白色沉淀，且圖示中裝置I、Ⅱ中的物質(zhì)均為固體，推測裝置I中的物質(zhì)為NaHCO₃或Na₂CO₃固體，因為裝置Ⅴ中收集到一種無色氣體，說明裝置I中產(chǎn)生的CO₂與裝置Ⅱ中的物質(zhì)反應生成了另一種無色氣體，進而推測出裝置Ⅱ中的物質(zhì)為Na₂O₂，裝置Ⅴ中收集的氣體是O₂．
①裝置Ⅰ中反應的化學方程式：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O或2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O，裝置Ⅱ中物質(zhì)的化學式為Na₂O₂，
故答案為：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O或2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O；Na₂O₂；
（3）向碳酸鈉溶液中通入氯氣，可制得某種生產(chǎn)和生活中常用的漂白消毒的物質(zhì)（NaClO）以及生活常見的一種鹽，同時有碳酸氫鈉生成，反應方程式為2Na₂CO₃+Cl₂+H₂O═NaClO+NaCl+2NaHCO₃，故答案為：2Na₂CO₃+Cl₂+H₂O═NaClO+NaCl+2NaHCO₃；
（4）二氧化碳物質(zhì)的量=4.48L÷22.4L/mol=0.2mol，12gY的物質(zhì)的量=$\frac{12g}{40g/mol}$=0.3mol，二者的物質(zhì)的量之比為0.2mol：0.3mol=2：3，二者反應生成碳酸鈉、碳酸氫鈉，設碳酸鈉、碳酸氫鈉的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，
根據(jù)原子守恒得$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.2}\\{2x+y=0.3}\end{array}\right.$，所以$\left\{\begin{array}{l}{x=0.1}\\{y=0.1}\end{array}\right.$，
即Na₂CO₃0.1mol、NaHCO₃0.1mol，
故答案為：Na₂CO₃0.1mol、NaHCO₃0.1mol．

點評 本題考查無機物推斷，涉及物質(zhì)的量的計算、物質(zhì)推斷、氯氣性質(zhì)等知識點，側重考查學生分析推斷能力及計算能力，知道圖2中各個裝置的作用及發(fā)生的反應，題目難度中等．