Question

某化学兴趣小组用如图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和氯水并进行有关探究实验。

实验Ⅰ：制取氯酸钾、次氯酸钠和氯水

(1)写出装置A实验室制取Cl₂的化学方程式______。

(2)制取实验结束后，取出装置B中试管，冷却结晶、过滤、洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、________、________。为提高氯酸钾和次氯酸钠的产率，在实验装置中还需要改进的是__________。

(3)装置C中反应需要在冰水浴中进行，其原因是_______。

实验Ⅱ：尾气处理。实验小组利用刚吸收过少量SO₂的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。

(4)吸收尾气一段时间后，吸收液(强碱性)中肯定存在Cl^－、OH^－和SO₄^2-。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)。

①提出合理假设

假设1：只存在SO₃^2-；

假设2：既不存在SO₃^2-，也不存在ClO^－；

假设3：________。

②设计实验方案，进行实验。请完成下列表格，写出相应的实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 mol· L^－1 H₂SO₄、1 mol· L^－1NaOH溶液、0.01 mol· L^－1酸性KMnO₄溶液、淀粉KI溶液。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量吸收液分置于A、B试管中
步骤2：向A试管中滴加0.01 mol·L^－^1酸性KMnO4溶液	(1)若溶液褪色，则假设1成
(2)若溶液不褪色，则假设2或3成立
步骤3：__________	_________
_________

Answer

MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 漏斗 玻璃棒 在A和B之间添加盛有饱和NaCl的洗气装置 温度升高会生成氯酸钠 只存在ClO— 向B试管中滴加淀粉KI溶液 若溶液变蓝，则假设3成立 若溶液不变蓝，结合步骤2中的(2)则假设2成立

【解析】

(1)写出装置A实验室制取Cl2是用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水。

(2)过滤主要的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、漏斗、玻璃棒；由于生成氯气时有部分浓盐酸挥发出来，因此B装置之前要将HCl除掉。

(3)氯气与氢氧化钠反应，低温下生成次氯酸钠，温度稍高生成氯酸钠。

(4)根据上面得到假设3：只存在ClO－。②根据步骤2分析得出，步骤2是验证有无亚硫酸根，而步骤三主要是验证有无次氯酸根，验证它主要用淀粉KI溶液来进行，利用次氯酸根的氧化性，碘离子的还原性生成单质碘使淀粉变蓝的性质。

(1)写出装置A实验室制取Cl2是用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水，其化学方程式MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2 + Cl2↑ +2H2O。

(2)制取实验结束后，取出装置B中试管，冷却结晶、过滤、洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、漏斗、玻璃棒。为提高氯酸钾和次氯酸钠的产率，由于生成氯气时有部分浓盐酸挥发出来，因此B装置之前要将HCl除掉，所以在实验装置中还需要改进的是在A和B之间添加盛有饱和NaCl的洗气装置，故答案为：漏斗；玻璃棒；在A和B之间添加盛有饱和NaCl的洗气装置。

(3)氯气与氢氧化钠反应，低温下生成次氯酸钠，温度稍高生成氯酸钠，因此装置C中反应需要在冰水浴中进行，其原因是温度升高会生成氯酸钠，故答案为：温度升高会生成氯酸钠。

(4)根据上面得到假设3：只存在ClO－，故答案为：只存在ClO—。

②根据步骤2分析得出，步骤2是验证有无亚硫酸根，而步骤三主要是验证有无次氯酸根，验证它主要用淀粉KI溶液来进行，利用次氯酸根的氧化性，碘离子的还原性生成单质碘使淀粉变蓝的性质。因此步骤3为向B试管中滴加淀粉KI溶液，预期现象及结论为若溶液变蓝，则假设3成立；若溶液不变蓝，结合步骤2中的(2)则假设2成立，故答案为：向B试管中滴加淀粉KI溶液；若溶液变蓝，则假设3成立；若溶液不变蓝，结合步骤2中的(2)则假设2成立。