Question

9．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）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；
（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）装置B吸收未反应的二氧化硫等；采取逆流原理通入冷凝水；
（2）多孔球泡可以增大气体与液体的接触面积；
（3）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；
（4）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；
（5）①洗涤不干净，会附着氯化钡，检验最后一次洗涤液是否含有氯离子判断；
②由NaHSO₂•HCHO•2H₂O+2I₂=NaHSO₄+HI+HCHO、NaHSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+HCl+NaCl，可得关系式：NaHSO₂•HCHO•2H₂O～BaCl₂，根据关系式计算

解答 解：（1）装置B吸收未反应的二氧化硫等，可以用氢氧化钠溶液吸收；采取逆流原理通入冷凝水，可以充分冷却，即从a口中通入冷凝水，
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）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；
（4）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：防止氧气将产物氧化；
（5）①洗涤不干净，会附着氯化钡，检验沉淀是否洗净方法：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由NaHSO₂•HCHO•2H₂O+2I₂=NaHSO₄+HI+HCHO、NaHSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+HCl+NaCl，可得关系式：NaHSO₂•HCHO•2H₂O～BaCl₂，硫酸钡的质量为0.466g，其物质的量为$\frac{0.466g}{233g/mol}$=0.002mol，所以样品中纯NaHSO₂•HCHO•2H₂O的质量为0.002mol×$\frac{100ml}{20ml}$×154g/mol=1.54g，所以纯度=$\frac{1.54g}{2g}$×100%=77%，
故答案为：77%．

点评 本题考查物质制备实验，为高考常见题型，涉及对原理与操作的分析评价、对装置的分析评价、仪器的使用、实验方案设计、物质含量测定等，题目比较综合，是对学生综合能力的考查，难度中等．