Question

5．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)步驟如圖：
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，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．
（1）裝置B 的燒杯中應(yīng)加入的溶液是氫氧化鈉溶液；冷凝管中冷卻水從a（填“a”或“b”）口進(jìn)水．
（2）A中多孔球泡的作用是增大氣體與溶液的接觸面積，加快氣體的吸收速率．
（3）冷凝管中回流的主要物質(zhì)除H₂O 外還有HCHO （填化學(xué)式）．
（4）寫(xiě)出步驟2中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式NaHSO₃+HCHO+Zn+H₂O=NaHSO₂•HCHO+Zn（OH）₂．
（5）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．
（6）為了測(cè)定產(chǎn)品的純度，準(zhǔn)確稱取2.0g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77%．

Answer 1

分析 （1）未反應(yīng)的二氧化硫氣體是酸性氧化物能和堿溶液反應(yīng)；根據(jù)采用逆流冷卻效果好判斷進(jìn)水口；
（2）多孔球泡可以增大氣體與液體的接觸面積；
（3）甲醛易揮發(fā)，據(jù)此判斷回流物質(zhì)；
（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；
（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；
（6）根據(jù)反應(yīng)NaHSO₂•HCHO•2H₂O+2I₂=NaHSO₄+HI+HCHO和NaHSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+HCl+NaCl得關(guān)系式NaHSO₂•HCHO•2H₂O～BaCl₂，可計(jì)算得純NaHSO₂•HCHO•2H₂O的質(zhì)量，根據(jù)純度=$\frac{次硫酸氫鈉甲醛的質(zhì)量}{樣品的質(zhì)量}$×100%．

解答 解：：（1）實(shí)驗(yàn)中未參與反應(yīng)的二氧化硫氣體會(huì)通過(guò)導(dǎo)氣管進(jìn)入B裝置，可以用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫乙防止污染空氣，根據(jù)采用逆流冷卻效果好可知進(jìn)水口為a，
故答案為：氫氧化鈉溶液；a；
（2）多孔球泡可以增大氣體與液體的接觸面積，加快氣體的吸收速率，
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）HCHO易揮發(fā)，在80°C-90°C條件下會(huì)大量揮發(fā)，所以冷凝管中回流的主要物質(zhì)除H₂O 外還有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=NaHSO₂•HCHO+Zn（OH）₂，
故答案為：NaHSO₃+HCHO+Zn+H₂O=NaHSO₂•HCHO+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，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）根據(jù)反應(yīng)NaHSO₂•HCHO•2H₂O+2I₂=NaHSO₄+HI+HCHO和NaHSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+HCl+NaCl得關(guān)系式NaHSO₂•HCHO•2H₂O～BaCl₂，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NaHSO₂•HCHO•2H₂O的質(zhì)量為0.002mol×$\frac{100}{20}$×154g/mol=1.54g，所以純度=$\frac{次硫酸氫鈉甲醛的質(zhì)量}{樣品的質(zhì)量}$×100%=$\frac{1.54g}{2g}$×100%=77%，
故答案為：77%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)制備方案的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)步驟的操作，儀器使用方法，反應(yīng)過(guò)程中的物質(zhì)判斷，題目難度中等．