Question

【題目】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行有關(guān)探究實驗。

實驗Ⅰ：制取氯酸鉀、次氯酸鈉和氯水

(1)寫出裝置A實驗室制取Cl2的化學(xué)方程式______。

(2)制取實驗結(jié)束后，取出裝置B中試管，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、________、________。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的是__________。

(3)裝置C中反應(yīng)需要在冰水浴中進行，其原因是_______。

實驗Ⅱ：尾氣處理。實驗小組利用剛吸收過少量SO2的NaOH溶液對其尾氣進行吸收處理。

(4)吸收尾氣一段時間后，吸收液(強堿性)中肯定存在Cl－、OH－和SO42-。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CO2的影響)。

①提出合理假設(shè)

假設(shè)1：只存在SO32-；

假設(shè)2：既不存在SO32-，也不存在ClO－；

假設(shè)3：________。

②設(shè)計實驗方案，進行實驗。請完成下列表格，寫出相應(yīng)的實驗步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。限選實驗試劑：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。

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量吸收液分置于A、B試管中
步驟2：向A試管中滴加0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液	(1)若溶液褪色，則假設(shè)1成
	(2)若溶液不褪色，則假設(shè)2或3成立
步驟3：__________	_________
	_________

Answer 1

【答案】MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 漏斗 玻璃棒 在A和B之間添加盛有飽和NaCl的洗氣裝置 溫度升高會生成氯酸鈉 只存在ClO— 向B試管中滴加淀粉KI溶液 若溶液變藍，則假設(shè)3成立 若溶液不變藍，結(jié)合步驟2中的(2)則假設(shè)2成立

【解析】

(1)寫出裝置A實驗室制取Cl2是用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水。

(2)過濾主要的玻璃儀器有膠頭滴管、燒杯、漏斗、玻璃棒；由于生成氯氣時有部分濃鹽酸揮發(fā)出來，因此B裝置之前要將HCl除掉。

(3)氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)，低溫下生成次氯酸鈉，溫度稍高生成氯酸鈉。

(4)根據(jù)上面得到假設(shè)3：只存在ClO－。②根據(jù)步驟2分析得出，步驟2是驗證有無亞硫酸根，而步驟三主要是驗證有無次氯酸根，驗證它主要用淀粉KI溶液來進行，利用次氯酸根的氧化性，碘離子的還原性生成單質(zhì)碘使淀粉變藍的性質(zhì)。

(1)寫出裝置A實驗室制取Cl2是用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，其化學(xué)方程式MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2 + Cl2↑ +2H2O。

(2)制取實驗結(jié)束后，取出裝置B中試管，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，由于生成氯氣時有部分濃鹽酸揮發(fā)出來，因此B裝置之前要將HCl除掉，所以在實驗裝置中還需要改進的是在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)氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)，低溫下生成次氯酸鈉，溫度稍高生成氯酸鈉，因此裝置C中反應(yīng)需要在冰水浴中進行，其原因是溫度升高會生成氯酸鈉，故答案為：溫度升高會生成氯酸鈉。

(4)根據(jù)上面得到假設(shè)3：只存在ClO－，故答案為：只存在ClO—。

②根據(jù)步驟2分析得出，步驟2是驗證有無亞硫酸根，而步驟三主要是驗證有無次氯酸根，驗證它主要用淀粉KI溶液來進行，利用次氯酸根的氧化性，碘離子的還原性生成單質(zhì)碘使淀粉變藍的性質(zhì)。因此步驟3為向B試管中滴加淀粉KI溶液，預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論為若溶液變藍，則假設(shè)3成立；若溶液不變藍，結(jié)合步驟2中的(2)則假設(shè)2成立，故答案為：向B試管中滴加淀粉KI溶液；若溶液變藍，則假設(shè)3成立；若溶液不變藍，結(jié)合步驟2中的(2)則假設(shè)2成立。