题目内容
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）请写出实验室制取氯气的离子反应方程式：
（2）尾气吸收的化学反应方程式为
（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（不考虑空气中CO2的影响）．
提出合理假设：
①假设1：只存在SO32-；
假设2：既不存在SO32-，也不存在ClO-；
假设3：
②设计实验方案，进行实验．请写出实验步骤以及预期现象和结论．限选实验试剂：
3mol?L-1H2SO4溶液、1mol?L-1NaOH溶液、0.01mol?L-1KMnO4溶液、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?L-1H2SO4溶液至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中． | / |
| 步骤2： |
|
| 步骤3： |
分析：（1）MnO2和浓盐酸加热反应生成氯气、氯化锰和水；用分液漏斗向圆底烧瓶中加盐酸；
（2）利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液吸收含有氯气的尾气，根据溶液中的成分分析发生的反应；
（3）①根据反应原理：Cl2+Na2SO3+2NaOH═2NaCl+Na2SO4+H2O，可假设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-；
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；H2SO3具有还原性，选择具有强氧化性的高锰酸钾溶液，证明SO32-的存在；因为HClO具有强氧化性，选择淀粉-KI溶液，证明有ClO-的存在．
（2）利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液吸收含有氯气的尾气，根据溶液中的成分分析发生的反应；
（3）①根据反应原理：Cl2+Na2SO3+2NaOH═2NaCl+Na2SO4+H2O，可假设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-；
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；H2SO3具有还原性，选择具有强氧化性的高锰酸钾溶液，证明SO32-的存在；因为HClO具有强氧化性，选择淀粉-KI溶液，证明有ClO-的存在．
解答：解：（1）MnO2和浓盐酸加热反应生成氯气、氯化锰和水，其反应的离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O；用分液漏斗加液体便于控制，反应需要的盐酸的体积较大，所以在圆底烧瓶中反应；
故答案为：MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O；分液漏斗；圆底烧瓶；
（2）利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液吸收含有氯气的尾气，少量的SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3，Na2SO3被氯气氧化生成硫酸钠，其反应方程式为Cl2+Na2SO3+2NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O；氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，其反应方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，
故答案为：Cl2+Na2SO3+2NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
（3）①根据反应原理：Cl2+Na2SO3+2NaOH═2NaCl+Na2SO4+H2O，可提出以下假设：
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-；
故答案为：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，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0.01mol?L-1KMnO4溶液，若紫红色褪去，证明有SO32-，否则无．
在B试管中滴加淀粉-KI溶液，若溶液变蓝色，证明有ClO-，否则无；
故答案为：
．
| ||
故答案为：MnO2+4H++2Cl-
| ||
（2）利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液吸收含有氯气的尾气，少量的SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3，Na2SO3被氯气氧化生成硫酸钠，其反应方程式为Cl2+Na2SO3+2NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O；氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，其反应方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，
故答案为：Cl2+Na2SO3+2NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
（3）①根据反应原理：Cl2+Na2SO3+2NaOH═2NaCl+Na2SO4+H2O，可提出以下假设：
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-；
故答案为：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，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0.01mol?L-1KMnO4溶液，若紫红色褪去，证明有SO32-，否则无．
在B试管中滴加淀粉-KI溶液，若溶液变蓝色，证明有ClO-，否则无；
故答案为：
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 步骤2：向A试管中加入O．Olmol?L-1 KMnO4溶液，振荡试管． |
（1）若溶液褪色，则假设1成立； （2）若不褪色，则假设2或假设3成立． |
| 步骤3；向B试管中滴加淀粉-KI溶液． | （1）若溶液变蓝色，则假设3成立； （2）若溶液不变蓝色，结合步骤2中的结论（2），则假设2成立． |
点评：本题属于实验探究题，要根据实验原理提出假设，再结合物质的性质加以验证，侧重于考查学生的实验探究能力和对知识的应用能力，题目难度中等．
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