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(2010?广东)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)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:SO2+2NaOH=
Na2SO3+H2O
Na2SO3+H2O

(2)反应Cl2+Na2SO3+2NaOH═2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为
Na2SO3
Na2SO3

(3)吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl-、OH- 和SO42-.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SO32-
假设2:既不存在SO32-也不存在ClO-
假设3:
只存在ClO-
只存在ClO-

②设计实验方案,进行实验.请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论.限选实验试剂:3moL/LH2SO4、1moL/LNaOH、0.01mol/LKMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液
实验步骤 预期现象和结论
步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3moL/LH2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中 /
步骤2:
在A试管中滴加紫色石蕊试液
在A试管中滴加紫色石蕊试液
若先变红后退色,证明有ClO-,否则无
若先变红后退色,证明有ClO-,否则无
步骤3:
在B试管中滴加0.01mol?L-1KMnO4溶液
在B试管中滴加0.01mol?L-1KMnO4溶液
若紫红色退去,证明有SO32-,否则无
若紫红色退去,证明有SO32-,否则无
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)根据在氧化还原反应中,所含元素化合价升高的反应物是还原剂来判断;
(3)①根据反应原理:Cl2+Na2SO3+2NaOH═2NaCl+Na2SO4+H2O,可假设1、溶液中可能存在只存在SO32,2、既不存在SO32-也不存在ClO-,3、SO32-、ClO-都存在;
②根据所限制实验试剂和SO32-、ClO-的性质,先加入硫酸至酸性,若存在SO32-、ClO-,分别生成了H2SO3和HClO;因为HClO具有酸性和漂白性,选择紫色石蕊试液,证明有ClO-的存在;
H2SO3具有还原性,选择具有强氧化性高锰酸钾溶液,证明SO32-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;
故答案为:Na2SO3+H2O;
(2)在氧化还原反应中,所含元素化合价升高的反应物是还原剂,反应物Na2SO3中的S元素的价态从+4→+6,化合价升高,失去电子则表现还原性,还原剂为Na2SO3,故答案为:Na2SO3
(3)①根据反应原理:Cl2+Na2SO3+2NaOH═2NaCl+Na2SO4+H2O,可提出以下假设:
假设1、溶液中可能存在只存在SO32
假设2、既不存在SO32-也不存在ClO-
假设3、SO32-和ClO-不能共存,所以另一种假设判断为只有ClO-
故答案为:只有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,然后将所得溶液分置于A、B试管中先加入硫酸的试管,若存在SO32-、ClO-,分别生成了H2SO3和HClO;
在A试管中滴加紫色石蕊试液,若先变红后褪色,证明有ClO-,否则无;
在B试管中滴加0.01mol?L-1KMnO4溶液,若紫红色褪去,证明有SO32-,否则无.
故答案为:
实验步骤 预期现象和结论
步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3 moL?L-1 H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中
步骤2:在A试管中滴加紫色石蕊试液 若先变红后退色,证明有ClO-,否则无
步骤3:在B试管中滴加0.01mol?L-1KMnO4溶液 若紫红色退去,证明有SO32-,否则无
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,如利用次氯酸的酸性和漂白性验证是否含有次氯酸根离子,利用亚硫酸的还原性验证是否含有亚硫酸根离子.
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