Question

13．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）請寫出SO₂與過量NaOH溶液反應的離子方程式：SO₂+2OH^-=H₂O+SO₃^2-．
（2）吸收尾氣（Cl₂）一段時間后，吸收液（強堿性）中肯定存在的陰離子有OH^-和Cl^-、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3：兩種離子都存在（或者 只存在ClO^-）；．
②要證明假設1是否成立，設計實驗方案，進行實驗．請寫出實驗以及預期現象和結論．限選實驗試劑：3mol•L^-1H₂SO₄、1mol•L^-1NaOH、0.01mol•L^-1KMnO₄、淀粉-KI溶液．

實驗	預期現象和結論
取少許吸收液于試管中滴加1～2滴0.01mol•L-1KMnO4溶液	若溶液褪色則假設1成立，否則假設1不成立

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）吸收尾氣（Cl₂）一段時間后，根據反應原理：Cl₂+Na₂SO₃+2NaOH═2NaCl+Na₂SO₄+H₂O，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-．①可假設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硫酸電離生成氫離子，溶液顯酸性，次氯酸根離子具有漂白性，亞硫酸根離子具有強的還原性，能被酸性的高錳酸鉀氧化而使高錳酸鉀褪色，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，離子方程式為：SO₂+2OH^-=H₂O+SO₃^2-，
故答案為：SO₂+2OH^-=H₂O+SO₃^2-；
（2）吸收尾氣（Cl₂）一段時間后，根據反應原理：Cl₂+Na₂SO₃+2NaOH═2NaCl+Na₂SO₄+H₂O，氯化鈉、硫酸鈉都為強電解質完全電離，所以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-，
故答案為：Cl^-、SO₄^2-；
①可假設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^-；
故答案為：兩種離子都存在（或者只存在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，若存在SO₃^2-，生成了H₂SO₃，H₂SO₃具有還原性，選擇具有強氧化性高錳酸鉀溶液，
在試管中滴加0.01mol•L^-1KMnO₄溶液1～2滴，若紫紅色褪去，證明有SO₃^2-，否則無，
故答案為：

實驗	預期現象和結論
取少許吸收液于試管中滴加1～2滴0.01mol•L-1KMnO4溶液	若溶液褪色則假設1成立，否則假設1不成立

點評 本題屬于實驗探究題，要根據實驗原理提出假設，再利用物質的性質加以驗證，明確物質的性質是解題關鍵，（2）題為難點，注意依據反應產物的性質設計實驗，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．