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【题目】次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛,已知次硫酸氢钠甲醛具有强还原性,且在120 ℃以上发生分解。以Na2SO3SO2HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下:

步骤1:在烧瓶中(装置如图所示)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8090 ℃下,反应约3 h,冷却至室温,抽滤。

步骤3:将滤液真空蒸发浓缩,冷却结晶,抽滤。

(1)仪器B的名称为__________,装置A中通入SO2的导管末端是多孔球泡,其作用是:__________________________________________

(2)装置C的作用是________________

(3)①步骤2中,应采用何种加热方式____________,优点是________________

冷凝管中回流的主要物质除H2O外还有__________(填化学式)

(4)步骤3中不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是_____________________________

(5)请写出步骤1中制取NaHSO3的化学方程式:_____________________________

【答案】(球形)冷凝管 增大接触面积使SO2充分反应 吸收二氧化硫并防止倒吸 水浴加热 均匀受热、容易控制温度 HCHO 防止产物被空气氧化 Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3

【解析】

(1)装置A中通入SO2的导管末端是多孔球泡,可增大二氧化硫气体和Na2SO3液体的接触面积;

(2)装置C是尾气吸收装置,结合二氧化硫易溶于水分析解答;

(3)次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O) 120 ℃以上发生分解;HCHO易挥发据此分析解答;

(4)根据化合价分析次硫酸氢钠甲醛具有的性质,结合次硫酸氢钠甲醛的性质分析判断;

(5)步骤1Na2SO3和水,搅拌溶解,缓慢通入SO2,至溶液pH约为4,制得NaHSO3溶液,据此书写反应的化学方程式。

(1)根据装置图,仪器B(球形)冷凝管,装置A中通入SO2的导管末端是多孔球泡,可增大二氧化硫气体和Na2SO3液体的接触面积,加快反应速度,故答案为:(球形)冷凝管;增大接触面积使SO2充分反应,加快反应速度;

(2)装置C是尾气吸收装置,倒置的漏斗可以防倒吸,所以装置C的作用是吸收未反应的二氧化硫,防止污染空气并阻止空气进入装置A,故答案为:吸收二氧化硫并防止倒吸;

(3)①次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O) 120 ℃以上发生分解,根据分解温度应选择水浴加热,而且水浴加热均匀,容易控制温度,故答案为:水浴加热;均匀受热、容易控制温度;

HCHO易挥发,在80°C-90°C条件下会大量挥发,加冷凝管可以使HCHO冷凝回流提高HCHO的利用率,故答案为:HCHO

(4)次硫酸氢钠甲醛具有还原性,在敞口容器中蒸发浓缩,次硫酸氢钠甲醛可以被空气中的氧气氧化变质,故答案为:防止产物被空气氧化;

(5)步骤1Na2SO3和水,搅拌溶解,缓慢通入SO2,至溶液pH约为4,制得NaHSO3溶液,反应的化学方程式为Na2SO3SO2H2O===2 NaHSO3,故答案为:Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3

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t/min

2

4

10

15

n(Y)/mol

0.32

0.28

0.20

0.20

A.反应前4min平均速率v(X)7.510-3mol·L-1·min-1

B.该温度下此反应的平衡常数:K20

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1)实验室使用高锰酸钾与浓盐酸制备氯气时,应选择下列装置中的_______

2)写出步骤的离子反应方程式_________________________________

3)加入KOH固体是为了过滤除盐,过滤除去的是__________________________________

4)相同投料比、相同反应时间内,反应温度对高铁酸钾产率的影响如图1所示:

请分析高铁酸钾产率随温度变化的原因:________________

5)相同投料比、相同反应时间内,硝酸铁浓度对产率的影响如图2所示:

Fe3+浓度大于2.0mol/L时,高铁酸钾产率变化的原因可能是:_________________________________________

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