Question

某化学小组用MnO₂和浓盐酸共热制取Cl₂时，利用刚吸收过SO₂的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理．请按要求回答下列问题．

（1）请写出用此法制取Cl₂的离子方程式：             ．

（2）该尾气吸收处理一段时间后，吸收液中（假设不含酸式盐）肯定存在的阴离子有OH^﹣、Cl^﹣、      ；对可能大量存在的其他阴离子（不考虑空气中CO₂的影响）设计如下实验进行探究．

①提出假设：

假设1：只存在SO₃^2﹣；假设2．        ；假设3：既存在SO₃^2﹣也存在ClO^﹣．

②质疑讨论：经分析假设3不合理，理由是           ．

③实验方案设计与分析：

限选试剂：3moL•L^﹣1H₂SO₄、1moL•L^﹣1NaOH、0.01mol•L^﹣1KMnO₄、紫色石蕊试液．

实验步骤 预期现象和结论

步骤一：取少量吸收液于试管中，滴加3mol•L^﹣1H₂SO₄至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中．

步骤二：在A试管中滴加0.01mol•L^﹣1KMnO₄，振荡． 若溶液褪色，则说明假设1成立．

步骤三：在B试管中滴加            ，振荡． 若            ，则说明假设2成立．

（3）假设有224mL（标准状况下）SO₂被15mL 1mol•L^﹣1的NaOH溶液完全吸收，得溶液X．忽略盐类的水解，所得X溶液中溶质正盐的物质的量为            ．若用0.2000mol•L^﹣1KIO₃溶液恰好将上述溶液X中所有的硫元素氧化，还原产物为I₂，则消耗KIO₃溶液的体积为           mL．

Answer

（1）MnO2+4H++2Cl﹣Mn2++Cl2↑+2H2O；（2）SO42﹣、Cl﹣；①只存在ClO﹣；②SO32﹣具有强还原性，ClO﹣具有强氧化性，两者发生氧化还原反应而不能大量共存；③紫色石蕊溶液；先变红后褪色；（3）0.005mol；20

【解析】

试题分析：（1）MnO2和浓盐酸加热反应生成氯气、氯化锰和水；

（2）利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液吸收含有氯气的尾气，根据溶液中发生的反应分析存在的阴离子；

①可假设1：只存在SO32﹣；假设2只存在ClO﹣；假设3：既不存在SO32﹣，也不存在ClO﹣；

②SO32﹣具有还原性，ClO﹣具有氧化性，二者不能共存；

③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，紫色石蕊溶液，证明有ClO﹣的存在；

（3）首先计算SO2和NaOH的物质的量，判断反应产物，列方程式计算相关物理量；根据转移电子数相等来计算消耗KIO3溶液的体积．

【解析】
（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，

（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，故一定存在SO42﹣、Cl﹣，①由已知假设1、只存在SO32﹣，假设3、既存在SO32﹣也存在ClO﹣，可知假设2为为：只存在ClO﹣，②SO32﹣具有强还原性，ClO﹣具有强氧化性，两者发生氧化还原反应而不能大量共存，③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﹣，则说明假设1成立；在B试管中滴加紫色石蕊溶液，若溶液先变红后褪色，证明有ClO﹣，则说明假设2成立

（3）n （SO2）==0.01mol，n（NaOH）=0.015L×1mol/L=0.015mol，

则反应的可能方程式有：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O，SO2+NaOH=NaHSO3，

则有：2＞=＞1，

所以：所得产物为Na2SO3和NaHSO3，

设所得产物中含Na2SO3为xmol，NaHSO3为ymol则得方程组：，解得：x=0.005，y=0.005，即正盐的物质的量为：0.005mol；设0.2000mol•L﹣1 KIO3溶液VL恰好将上述溶液X中所有的硫元素氧化，还原产物为I2，则KIO3得电子总数为：0.2000mol/L×VL×（5﹣0），X溶液中硫失电子总数为：0.01mol×（6﹣4），根据得失电子总数相等得：0.2000mol/L×VL×（5﹣0）=0.01mol×（6﹣4），解答V=20mL，故答案为：0.005mol；20．