Question

6．次硫酸氢钠甲醛（NaHSO₂•HCHO•2H₂O）俗称吊白块，不稳定，120℃时会分解，在印染、医药以及原子能工业中有广泛应用．以Na₂SO₃、SO₂、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验装置如图所示：
实验步骤：
步骤1：在三颈烧瓶中加入一定量Na₂SO₃和水，搅拌溶解，缓慢通入SO₂，至溶液pH 约为4，制得NaHSO₃溶液；
步骤2：将装置A中导气管换成橡皮塞．向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液，在80～90℃下，反应约3h，冷却至室温，抽滤；
步骤3：将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶．
（1）装置B的烧杯中应加入的溶液是NaOH溶液；冷凝管中冷却水从a（填“a”或“b”）口进水．
（2）A中多孔球泡的作用是增大气体与溶液的接触面积，加快气体的吸收速率；
（3）写出步骤2中发生反应的化学方程式NaHSO₃+HCHO+Zn+H₂O$\frac{\underline{\;80-90℃\;}}{\;}$NaHSO₂•HCHO+Zn（OH）₂；
（4）步骤3中在真空容器中蒸发浓缩的原因是防止温度过高使产物分解，也防止氧气将产物氧化；
（5）为了测定产品的纯度，准确称取2.0g样品，完全溶于水配成100mL溶液，取20.00mL所配溶液，加入过量碘完全反应后（已知I₂不能氧化甲醛，杂质不反应），加入BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重得到白色固体0.466g．M（NaHSO₂•HCHO•2H₂O）=154g/mol．
①如何检验沉淀是否洗净取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加HNO₃酸化的AgNO₃溶液，若无白色沉淀，说明已经洗净，若有白色沉淀，则未洗净；
②则所制得的产品的纯度为77%．

Answer 1

分析 （1）甲醛易溶于水，二氧化硫为酸性氧化物，有刺激性气味且有毒，能和碱反应；冷凝管中冷却水采用逆流的方法；
（2）反应物接触面积越大反应速率越快；
（3）根据反应物、生成物和反应条件书写方程式；
（4）NaHSO₂•HCHO•2H₂O不稳定，易被氧气氧化；
（5）NaHSO₂•HCHO•2H₂O能被碘氧化生成硫酸根离子，同时碘被还原生成碘离子，硫酸根离子能和氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀；
①生成的硫酸钡沉淀可能吸附有氯离子，用硝酸酸化的硝酸银检验氯离子；
②根据S原子守恒得NaHSO₂•HCHO•2H₂O---SO₄^2----BaSO₄，根据该关系式计算样品纯度．

解答 解：（1）甲醛易溶于水，二氧化硫为酸性氧化物，有刺激性气味且有毒，不能直接排空，但能和碱反应生成无毒物质，所以B中溶液应该是NaOH溶液，吸收未反应的二氧化硫和甲醛；冷凝管中冷却水采用逆流的方法，所以b是出口、a是进口，故答案为：NaOH溶液；a；
（2）反应物接触面积越大反应速率越快，A中多孔球泡能增大反应物接触面积，从而提高反应速率，故答案为：增大气体与溶液的接触面积，加快气体的吸收速率；
（3）根据反应物、生成物和反应条件书写方程式为NaHSO₃+HCHO+Zn+H₂O$\frac{\underline{\;80-90℃\;}}{\;}$NaHSO₂•HCHO+Zn（OH）₂，故答案为：NaHSO₃+HCHO+Zn+H₂O$\frac{\underline{\;80-90℃\;}}{\;}$NaHSO₂•HCHO+Zn（OH）₂；
（4）NaHSO₂•HCHO•2H₂O不稳定，易被氧气氧化，为防止被氧气氧化，所以步骤3中在真空容器中蒸发浓缩，故答案为：氧气将产物氧化；
（5）NaHSO₂•HCHO•2H₂O能被碘氧化生成硫酸根离子，同时碘被还原生成碘离子，硫酸根离子能和氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀；
①生成的硫酸钡沉淀可能吸附有氯离子，用硝酸酸化的硝酸银检验氯离子，其检验方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加HNO₃酸化的AgNO₃溶液，若无白色沉淀，说明已经洗净，若有白色沉淀，则未洗净，故答案为：取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加HNO₃酸化的AgNO₃溶液，若无白色沉淀，说明已经洗净，若有白色沉淀，则未洗净；
②根据S原子守恒得NaHSO₂•HCHO•2H₂O---SO₄^2----BaSO₄，n（BaSO₄）=$\frac{0.466g}{233g/mol}$=0.002mol，根据原子守恒知，20.00mL配制的溶液中含有n（NaHSO₂•HCHO•2H₂O）=n（BaSO₄）=0.002mol，则100mL该溶液中含有n（NaHSO₂•HCHO•2H₂O）=0.002mol×5=0.01mol，m（NaHSO₂•HCHO•2H₂O）=0.01mol×154g/mol=1.54g，
样品纯度=$\frac{1.54g}{2.0g}$×100%=77%，
故答案为：77%．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，侧重考查学生实验操作、实验评价及化学基本计算，明确实验原理、物质性质、实验操作规范性是解本题关键，注意（1）中冷凝管水流方向，为易错点．