Question

【題目】次硫酸氫鈉甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)俗稱吊白塊，不穩(wěn)定，120℃時(shí)會(huì)分解。在印染、醫(yī)藥以及原子能工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。以Na2SO3、SO2、HCHO和鋅粉為原料制備次硫酸氫鈉甲醛的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：在三頸燒瓶中加入一定量Na2SO3和水，攪拌溶解，緩慢通入SO2，至溶液pH 約為4，制得NaHSO3溶液。

步驟2：將裝置A 中導(dǎo)氣管換成橡皮塞。向燒瓶中加入稍過(guò)量的鋅粉和一定量甲醛溶液，在80～90℃下，攪拌(防止生成沉淀覆蓋在鋅粉表面阻止反應(yīng)進(jìn)行)，反應(yīng)約3h，冷卻至室溫，抽濾；

步驟3：將濾液真空蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶。

⑴裝置B 的燒杯中應(yīng)加入的溶液是__________________________________________。

⑵A中多孔球泡的作用是_______________________________________________。

⑶冷凝管中回流的主要物質(zhì)除H2O 外還有__________________________(填化學(xué)式)。

⑷寫出步驟2中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。

⑸步驟3中在真空容器中蒸發(fā)濃縮的原因是__________________________________。

⑹①抽濾時(shí)使用如下裝置，其中a和b的名稱分別__________、 __________。中途停止抽濾時(shí)應(yīng) ___________________________以防倒吸。

②如果抽濾的溶液具有強(qiáng)氧化性時(shí)，可采取_________________________________的措施

⑺為了測(cè)定產(chǎn)品的純度，準(zhǔn)確稱取2.000g樣品，完全溶于水配成100mL溶液，取20.00mL所配溶液，加入過(guò)量碘完全反應(yīng)后(已知I2不能氧化甲醛，雜質(zhì)不反應(yīng))，加入BaCl2溶液至沉淀完全，過(guò)濾、洗滌、干燥至恒重得到白色固體0.466g，則所制得的產(chǎn)品的純度為____。

Answer 1

【答案】NaOH溶液 增大氣體與溶液的接觸面積，加快氣體的吸收速率 HCHO NaHSO3+HCHO+Zn+H2O=NaHSO2HCHO+Zn（OH）2 防止溫度過(guò)高產(chǎn)物分解，也防止氧氣將產(chǎn)物氧化 布氏漏斗 吸濾瓶 慢慢打開活塞K，然后關(guān)閉水龍頭 用玻璃砂漏斗代替布氏漏斗或玻璃纖維代替濾紙 77.0%

【解析】

由題意可知，裝置A用于制備次硫酸氫鈉甲醛，制備時(shí)三頸燒瓶中Na2SO3溶液先和SO2反應(yīng)制得NaHSO3溶液，再在80～90℃水浴加熱條件下，NaHSO3溶液與過(guò)量的鋅粉和甲醛溶液反應(yīng)生成次硫酸氫鈉甲醛和氫氧化鋅沉淀，裝置B中氫氧化鈉溶液用于吸收未反應(yīng)的二氧化硫等氣體，防止污染環(huán)境。

（1）裝置B的作用是用氫氧化鈉溶液吸收未反應(yīng)的二氧化硫等氣體，防止污染環(huán)境，故答案為：NaOH溶液；

（2）多孔球泡可以增大SO2氣體與Na2SO3溶液的接觸面積，加快氣體的吸收速率，有利于NaHSO3溶液的生成，故答案為：增大氣體與溶液的接觸面積，加快氣體的吸收速率；

（3）甲醛具有揮發(fā)性，在80～90℃溫度下會(huì)大量揮發(fā)，使用冷凝管可以使甲醛冷凝回流，提高甲醛的利用率，則冷凝管中回流的主要物質(zhì)是H2O和HCHO，故答案為：HCHO；

（4）步驟2中鋅粉和甲醛溶液、NaHSO3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成次硫酸氫鈉甲醛和氫氧化鋅沉淀，反應(yīng)方程式為NaHSO3+HCHO+Zn+H2O=NaHSO2HCHO+Zn（OH）2，故答案為：NaHSO3+HCHO+Zn+H2O=NaHSO2HCHO+Zn（OH）2；

（5）次硫酸氫鈉甲醛具有強(qiáng)還原性，遇到空氣中的氧氣易被氧化，次硫酸氫鈉甲醛不穩(wěn)定，受熱易分解，所以步驟3中在真空容器中蒸發(fā)濃縮的原因是防止溫度過(guò)高使產(chǎn)物分解，也防止氧氣將產(chǎn)物氧化，故答案為：防止溫度過(guò)高使產(chǎn)物分解，也防止氧氣將產(chǎn)物氧化；

（6）①抽濾的優(yōu)點(diǎn)是加快過(guò)濾速度、得到較干燥的沉淀，抽濾裝置是由抽濾泵和抽濾瓶組成，抽濾瓶是由a布氏漏斗和b吸濾瓶組成，當(dāng)抽濾完畢或中途停止抽濾時(shí)應(yīng)慢慢打開活塞K，平衡氣壓，然后關(guān)閉水龍頭以防倒吸，故答案為：布氏漏斗；吸濾瓶；慢慢打開活塞K，然后關(guān)閉水龍頭；

②當(dāng)抽濾的溶液具有強(qiáng)酸性時(shí)，為防止濾紙被腐蝕，要用玻璃纖維代替濾紙或用玻璃砂漏斗代替布氏漏斗，故答案為：用玻璃砂漏斗代替布氏漏斗或玻璃纖維代替濾紙；

（7）由化學(xué)方程式NaHSO2HCHO2H2O+2I2=NaHSO4+4HI+HCHO和NaHSO4+BaCl2=BaSO4↓

+HCl+NaCl可得關(guān)系式：NaHSO2HCHO2H2O～BaSO4，硫酸鋇的質(zhì)量為0.466g，其物質(zhì)的量為0.002mol，所以樣品中純NaHSO2HCHO2H2O的質(zhì)量為0.002mol×50×154g/mol=1.54g，所以純度=×100%=77.0%，故答案為：77.0%。