Question

13．某科研小组用MnO₂和浓盐酸制备Cl₂时，利用刚吸收过少量SO₂的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理．
（1）请写出SO₂与过量NaOH溶液反应的离子方程式：SO₂+2OH^-=H₂O+SO₃^2-．
（2）吸收尾气（Cl₂）一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在的阴离子有OH^-和Cl^-、SO₄^2-．请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气的CO₂的影响）
①提出合理假设．
假设1：只存在SO₃^2-
假设2：既不存在SO₃^2-，也不存在ClO^-；
假设3：两种离子都存在（或者 只存在ClO^-）；．
②要证明假设1是否成立，设计实验方案，进行实验．请写出实验以及预期现象和结论．限选实验试剂：3mol•L^-1H₂SO₄、1mol•L^-1NaOH、0.01mol•L^-1KMnO₄、淀粉-KI溶液．

实验	预期现象和结论
取少许吸收液于试管中滴加1～2滴0.01mol•L-1KMnO4溶液	若溶液褪色则假设1成立，否则假设1不成立

Answer 1

分析 （1）氢氧化钠过量，二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水；
（2）吸收尾气（Cl₂）一段时间后，根据反应原理：Cl₂+Na₂SO₃+2NaOH═2NaCl+Na₂SO₄+H₂O，吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl^-、OH^- 和SO₄^2-．①可假设1、溶液中可能存在只存在SO₃²，2、既不存在SO₃^2-也不存在ClO^-，3、SO₃^2-、ClO^-都存在或者只存在ClO^-； ②3mol•L^-1H₂SO₄硫酸电离生成氢离子，溶液显酸性，次氯酸根离子具有漂白性，亚硫酸根离子具有强的还原性，能被酸性的高锰酸钾氧化而使高锰酸钾褪色，选择具有强氧化性高锰酸钾溶液，证明SO₃^2-的存在．

解答 解：（1）SO₂与过量NaOH溶液反应，因NaOH过量，故生成的是正盐，化学方程式为：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，离子方程式为：SO₂+2OH^-=H₂O+SO₃^2-，
故答案为：SO₂+2OH^-=H₂O+SO₃^2-；
（2）吸收尾气（Cl₂）一段时间后，根据反应原理：Cl₂+Na₂SO₃+2NaOH═2NaCl+Na₂SO₄+H₂O，氯化钠、硫酸钠都为强电解质完全电离，所以吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl^-、OH^- 和SO₄^2-，
故答案为：Cl^-、SO₄^2-；
①可假设1、溶液中可能存在只存在SO₃²，2、既不存在SO₃^2-也不存在ClO^-，3、SO₃^2-、ClO^-都存在或者只存在ClO^-；
故答案为：两种离子都存在（或者只存在ClO^-）；
②因为吸收液呈碱性，先取少量吸收液于试管中，滴加3moL-L^-1 H₂SO₄至溶液呈酸性，若存在SO₃^2-，生成了H₂SO₃，H₂SO₃具有还原性，选择具有强氧化性高锰酸钾溶液，
在试管中滴加0.01mol•L^-1KMnO₄溶液1～2滴，若紫红色褪去，证明有SO₃^2-，否则无，
故答案为：

实验	预期现象和结论
取少许吸收液于试管中滴加1～2滴0.01mol•L-1KMnO4溶液	若溶液褪色则假设1成立，否则假设1不成立

点评 本题属于实验探究题，要根据实验原理提出假设，再利用物质的性质加以验证，明确物质的性质是解题关键，（2）题为难点，注意依据反应产物的性质设计实验，利用亚硫酸的还原性验证是否含有亚硫酸根离子，题目难度中等．