Question

5．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步骤如图：
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氢氧化钠溶液；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）冷凝管中回流的主要物质除H₂O 外还有HCHO （填化学式）．
（4）写出步骤2中发生反应的化学方程式NaHSO₃+HCHO+Zn+H₂O=NaHSO₂•HCHO+Zn（OH）₂．
（5）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．
（6）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，则所制得的产品的纯度为77%．

Answer 1

分析 （1）未反应的二氧化硫气体是酸性氧化物能和碱溶液反应；根据采用逆流冷却效果好判断进水口；
（2）多孔球泡可以增大气体与液体的接触面积；
（3）甲醛易挥发，据此判断回流物质；
（4）步骤2中锌粉和甲醛溶液、NaHSO₃溶液发生氧化还原反应生成次硫酸氢钠甲醛和氢氧化锌沉淀；
（5）次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，遇到空气中的氧气易被氧化；
（6）根据反应NaHSO₂•HCHO•2H₂O+2I₂=NaHSO₄+HI+HCHO和NaHSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+HCl+NaCl得关系式NaHSO₂•HCHO•2H₂O～BaCl₂，可计算得纯NaHSO₂•HCHO•2H₂O的质量，根据纯度=$\frac{次硫酸氢钠甲醛的质量}{样品的质量}$×100%．

解答 解：：（1）实验中未参与反应的二氧化硫气体会通过导气管进入B装置，可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫乙防止污染空气，根据采用逆流冷却效果好可知进水口为a，
故答案为：氢氧化钠溶液；a；
（2）多孔球泡可以增大气体与液体的接触面积，加快气体的吸收速率，
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）HCHO易挥发，在80°C-90°C条件下会大量挥发，所以冷凝管中回流的主要物质除H₂O 外还有HCHO，
故答案为：HCHO；
（4）步骤2中锌粉和甲醛溶液、NaHSO₃溶液发生氧化还原反应生成次硫酸氢钠甲醛和氢氧化锌沉淀，反应方程式为NaHSO₃+HCHO+Zn+H₂O=NaHSO₂•HCHO+Zn（OH）₂，
故答案为：NaHSO₃+HCHO+Zn+H₂O=NaHSO₂•HCHO+Zn（OH）₂；
（5）次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，遇到空气中的氧气易被氧化，所以步骤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，
故答案为：防止温度过高使产物分解，也防止氧气将产物氧化；
（6）根据反应NaHSO₂•HCHO•2H₂O+2I₂=NaHSO₄+HI+HCHO和NaHSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+HCl+NaCl得关系式NaHSO₂•HCHO•2H₂O～BaCl₂，硫酸钡的质量为0.466g，其物质的量为0.002mol，所以样品中纯NaHSO₂•HCHO•2H₂O的质量为0.002mol×$\frac{100}{20}$×154g/mol=1.54g，所以纯度=$\frac{次硫酸氢钠甲醛的质量}{样品的质量}$×100%=$\frac{1.54g}{2g}$×100%=77%，
故答案为：77%．

点评 本题考查了实验制备方案的设计，实验步骤的操作，仪器使用方法，反应过程中的物质判断，题目难度中等．