Question

9．某科研小組用MnO₂和濃鹽酸制備Cl₂時，利用剛吸收過少量SO₂的NaOH溶液對其尾氣進行吸收處理．
（1）SO₂與過量NaOH溶液反應后的產物化學式Na₂SO₃．
（2）吸收尾氣過程中，發(fā)生了很復雜的反應，其中Cl₂只作氧化劑的氧化還原反應的離子方程式為Cl₂+SO₃^2-+2OH^-═2Cl^-+SO₄^2-+H₂O．
（3）吸收尾氣一段時間后，吸收液（強堿性）中肯定存在Cl^-、OH^-和SO₄^2-．請設計實驗，探究該吸收液中可能存在的其他陰離子（不考慮空氣的CO₂的影響）．
①提出合理假設．
假設1：只存在SO₃^2-；
假設2：既不存在SO₃^2-也不存在ClO^-；
假設3：只有ClO^-．
②設計實驗方案，進行實驗．請在答題卡上寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結論．限選實驗試劑：3moL•L^-1H₂SO₄、1moL•L^-1NaOH、0.01mol•L^-1KMnO₄、淀粉-KI溶液、紫色石蕊試液．

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結論
步驟1：取少量吸收液于試管中，滴加3moL•L-1 H2SO4至溶液呈酸性，然后將所得溶液分置于A、B試管中．
步驟2：
步驟3：

Answer 1

分析 （1）氫氧化鈉過量，二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水；
（2）利用剛吸收過少量SO₂的NaOH溶液對其尾氣進行吸收處理，其中Cl₂只作氧化劑的氧化還原反應生成硫酸鈉、氯化鈉和水；
（3）①根據(jù)反應原理：Cl₂+Na₂SO₃+2NaOH═2NaCl+Na₂SO₄+H₂O，可假設1、溶液中可能存在只存在SO₃^2-，2、既不存在SO₃^2-也不存在ClO^-，3、SO₃^2-、ClO^-都存在；
②根據(jù)所限制實驗試劑和SO₃^2-、ClO^-的性質，先加入硫酸至酸性，若存在SO₃^2-、ClO^-，分別生成了H₂SO₃和HClO；因為HClO具有酸性和漂白性，選擇紫色石蕊試液，證明有ClO^-的存在；
H₂SO₃具有還原性，選擇具有強氧化性高錳酸鉀溶液，證明SO₃^2-的存在．

解答 解：（1）SO₂與過量NaOH溶液反應，因NaOH過量，故生成的是正鹽，化學方程式為：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；
故答案為：Na₂SO₃；
（2）利用剛吸收過少量SO₂的NaOH溶液對其尾氣進行吸收處理，其中Cl₂只作氧化劑的氧化還原反應的離子方程式為：Cl₂+SO₃^2-+2OH^-═2Cl^-+SO₄^2-+H₂O，
故答案為：Cl₂+SO₃^2-+2OH^-═2Cl^-+SO₄^2-+H₂O；
（3）①根據(jù)反應原理：Cl₂+Na₂SO₃+2NaOH═2NaCl+Na₂SO₄+H₂O，可提出以下假設：
假設1、溶液中可能存在只存在SO₃²，
假設2、既不存在SO₃^2-也不存在ClO^-，
假設3、SO₃^2-和ClO^-不能共存，所以另一種假設判斷為只有ClO^-；
故答案為：只有ClO^-；
②因為吸收液呈堿性，先取少量吸收液于試管中，滴加3moL-L^-1 H₂SO₄至溶液呈酸性，然后將所得溶液分置于A、B試管中先加入硫酸的試管，若存在SO₃^2-、ClO^-，分別生成了H₂SO₃和HClO；
在A試管中滴加紫色石蕊試液，若先變紅后褪色，證明有ClO^-，否則無；
在B試管中滴加0.01mol•L^-1KMnO₄溶液，若紫紅色褪去，證明有SO₃^2-，否則無．
故答案為：

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結論
步驟2：在A試管中滴加紫色石蕊試液	若先變紅后褪色，證明有ClO-，否則無
步驟3：在B試管中滴加0.01mol•L-1KMnO4溶液	若紫紅色褪去，證明有SO32-，否則無

點評 本題屬于實驗探究題，要根據(jù)實驗原理提出假設，再利用物質的性質加以驗證，如利用次氯酸的酸性和漂白性驗證是否含有次氯酸根離子，利用亞硫酸的還原性驗證是否含有亞硫酸根離子，題目難度中等．