Question

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）請完成SO₂與過量NaOH溶液反應的化學方程式：SO₂+2NaOH=______
（2）反應Cl₂+Na₂SO₃+2NaOH═2NaCl+Na₂SO₄+H₂O中的還原劑為______
（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：______
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象和結論．限選實驗試劑：3moL/LH₂SO₄、1moL/LNaOH、0.01mol/LKMnO₄、淀粉-KI溶液、紫色石蕊試液

實驗步驟	預期現象和結論
步驟1：取少量吸收液于試管中，滴加3moL/LH2SO4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

【答案】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）根據在氧化還原反應中，所含元素化合價升高的反應物是還原劑來判斷；
（3）①根據反應原理：Cl₂+Na₂SO₃+2NaOH═2NaCl+Na₂SO₄+H₂O，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；
②根據所限制實驗試劑和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+H₂O；
（2）在氧化還原反應中，所含元素化合價升高的反應物是還原劑，反應物Na₂SO₃中的S元素的價態從+4→+6，化合價升高，失去電子則表現還原性，還原劑為Na₂SO₃，故答案為：Na₂SO₃；
（3）①根據反應原理：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-、ClO^-都存在很明顯，假設3兩種離子都存在，故答案為：①SO₃^2-、ClO^-都存在；
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	預期現象和結論
步驟1：取少量吸收液于試管中，滴加3 moL-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：在A試管中滴加紫色石蕊試液	若先變紅后退色，證明有ClO-，否則無
步驟3：在B試管中滴加0.01mol-L-1KMnO4溶液	若紫紅色退去，證明有SO32-，否則無

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，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．