Question

13．某化學(xué)興趣小組用如圖所示裝置制取氯酸鉀、次氯酸鈉和氯水并進(jìn)行探究實驗．

實驗I．制取氮酸鉀、次氯酸鈉和氯水
（1）寫出裝置A實驗室制取Cl₂的化學(xué)反應(yīng)方程式Mn₂O+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）制取實驗結(jié)束后，取出裝置B中的試管，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，該實驗操作過程需要的玻璃儀器有膠頭滴管、燒杯、漏斗、玻璃棒．為提高氯酸鉀和次氯酸鈉的產(chǎn)率，在實驗裝置中還需要改進(jìn)的是在A和B之間添加盛有飽和NaCl的洗氣裝置．
（3）裝置 C 中反應(yīng)需要在冰水浴中進(jìn)行，其原因是溫度升高會生成氯酸鈉．
（4）裝置D中的實驗現(xiàn)象是溶液先變紅后褪色，最后又變?yōu)辄S綠色．
實驗Ⅱ尾氣處理
實驗小組利用剛吸收過少量SO₂的NaOH溶液對其尾氣進(jìn)行吸收處理．
（5）吸收尾氣一段時間后，吸收液（強(qiáng)堿性）中肯定存在Cl^-、OH^-和SO₄^2-．請設(shè)計實驗，探究該吸收液中可能存在的其他陰離子（不考慮空氣中的CO₂的影響）
①提出合理假設(shè)
假設(shè)1：只存在SO₃^2-；
假設(shè)2：既不存在SO₃^2-也不存在ClO^-；
假設(shè) 3：只存在ClO．
②設(shè)計實驗方案，進(jìn)行實驗．請在答題卡上寫出實驗步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．限選實驗試劑：3mol/L H₂SO₄、1mol/LNaOH 溶液、0.01mol/L 酸性 KMnO₄ 溶液、淀粉 KI 溶液．

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：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	-------------
步驟2： 向A試管中加入1-2mL 0.0lmol•L-1 KMnO4溶液，振蕩試管	（1）若溶液褪色，則假設(shè)1成立  （2）若溶液不褪色，則假設(shè)2或3成立
步驟3： 向B試管中滴加1-2滴淀粉-KI溶液	（1）若溶液變藍(lán)，則假設(shè)成立  （2）若溶液不變藍(lán)，綜合步驟中的（2），則假設(shè)2成立

Answer 1

分析 制取氯酸鉀、次氯酸鈉和氯水：A裝置二氧化錳和濃鹽酸來制取氯氣，該反應(yīng)為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，B裝置：氯氣與熱的KOH溶液發(fā)生反應(yīng)3Cl₂+6KOH（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5KCl+KClO₃+3H₂O，產(chǎn)生氯酸鉀和氯化鉀及水，C裝置：氯氣和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+2KOH=NaCl+NaClO+H₂O，氯氣通入D裝置的 石蕊試液，溶液先變紅后褪色，最后變黃綠色，尾氣用剛吸收過少量SO₂的NaOH溶液吸收，
（1）實驗室用二氧化錳和濃鹽酸共熱制備氯氣；
（2）制取實驗結(jié)束后，取出裝置B中的試管，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，該實驗操作過程需要的玻璃儀器有膠頭滴管、燒杯、漏斗、玻璃棒；制備的氯氣含有氯化氫，所以為提高氯酸鉀和次氯酸鈉的產(chǎn)率，在A和B之間添加盛有飽和NaCl的洗氣裝置；
（3）溫度較高時生成氯酸鹽；
（4）裝置D中為石蕊試液，通入氯氣，部分氯氣生成鹽酸和次氯酸，顯酸性，石蕊顯紅色，次氯酸漂白性，紅色褪去，最終形成氯水溶液，呈現(xiàn)黃綠色；
（5）①用剛吸收過少量SO₂的NaOH溶液吸收氯氣，吸收液（強(qiáng)堿性）中肯定存在Cl^-、OH^-和SO₄^2-，可能假設(shè)1：只存在SO₃^2-；假設(shè)2：既不存在SO₃^2-也不存在ClO^-；假設(shè) 3：只存在ClO；
②根據(jù)所限制實驗試劑和SO₃^2-、ClO^-的性質(zhì)，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具有氧化性，選擇淀粉 KI 溶液，證明有ClO^-的存在；
H₂SO₃具有還原性，選擇具有強(qiáng)氧化性高錳酸鉀溶液，證明SO₃^2-的存在．

解答 解：（1）實驗室用二氧化錳和濃鹽酸共熱制備氯氣，反應(yīng)為：Mn₂O+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：Mn₂O+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）制取實驗結(jié)束后，取出裝置B中的試管，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，該實驗操作過程需要的玻璃儀器有膠頭滴管、燒杯、漏斗、玻璃棒；制備的氯氣含有氯化氫，所以為提高氯酸鉀和次氯酸鈉的產(chǎn)率，在A和B之間添加盛有飽和NaCl的洗氣裝置；
故答案為：漏斗、玻璃棒；在A和B之間添加盛有飽和NaCl的洗氣裝置；
（3）溫度較高時生成氯酸鹽，C裝置制備次氯酸鈉，故用冷水�。�
故答案我：溫度升高會生成氯酸鈉；
（4）裝置D中為石蕊試液，通入氯氣，部分氯氣生成鹽酸和次氯酸，顯酸性，石蕊顯紅色，次氯酸漂白性，紅色褪去，最終形成氯水溶液，呈現(xiàn)黃綠色；
故答案為：黃綠色；
（5）①用剛吸收過少量SO₂的NaOH溶液吸收氯氣，吸收液（強(qiáng)堿性）中肯定存在Cl^-、OH^-和SO₄^2-，SO₃^2-具有還原性，ClO^-具有氧化性，二者不能共存，可能假設(shè)1：只存在SO₃^2-；假設(shè)2：既不存在SO₃^2-也不存在ClO^-；假設(shè) 3：只存在ClO；
故答案為：只存在ClO；
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，H₂SO₃的還原性能使酸性高錳酸鉀褪色，HClO的氧化性能氧化碘離子為碘單質(zhì)，使淀粉顯藍(lán)色，故具體步驟和結(jié)論為：

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：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	----------
步驟2：向A試管中滴入1-2mL0.01mol/L 酸性 KMnO4 溶液	（1）若溶液褪色，則假設(shè)1成立  （2）若溶液不褪色，則假設(shè)2或3成立
步驟3：向B試管中滴加1-2滴淀粉-KI溶液	（1）若溶液變藍(lán)，則假設(shè)成立  （2）若溶液不變藍(lán)，綜合步驟中的（2），則假設(shè)2成立

故答案為：

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
	---------
步驟2：向A試管中滴入1-2mL0.01mol/L 酸性 KMnO4 溶液
步驟3：向B試管中滴加1-2滴淀粉-KI溶液

點(diǎn)評 本題屬于物質(zhì)制備和實驗探究題，要根據(jù)實驗原理提出假設(shè)，再結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)加以驗證，側(cè)重于考查學(xué)生的實驗探究能力和對知識的應(yīng)用能力，注意對物質(zhì)基本性質(zhì)的掌握并加以靈活運(yùn)用，題目難度中等．