Question

【題目】)次硫酸氫鈉甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、醫(yī)藥以及原子能工業(yè)中應(yīng)用廣泛。

以Na2SO3、SO2、HCHO和鋅粉為原料制備次硫酸氫鈉甲醛的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：在右圖所示裝置的燒瓶中加入一定量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3 h，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________。

(2) 步驟2中加入鋅粉時(shí)有NaHSO2和Zn(OH)2生成。

①寫出加入鋅粉時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。

②生成的Zn(OH)2會(huì)覆蓋在鋅粉表面阻止反應(yīng)進(jìn)行，防止該現(xiàn)象發(fā)生的措施是________。

(3) 冷凝管中回流的主要物質(zhì)除H2O外，還有________(填化學(xué)式)。

(4) 步驟3中次硫酸氫鈉甲醛不在敞口容器中蒸發(fā)濃縮的原因是________。

(5) 步驟2抽濾所得濾渣的成分為Zn和Zn(OH)2，利用濾渣制備ZnO的實(shí)驗(yàn)步驟為：將濾渣置于燒杯中，________________________________________________________，900 ℃煅燒。 (已知：① Zn能與NaOH發(fā)生反應(yīng)Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑；② Zn2＋開始沉淀的pH為5.9，沉淀完全的pH為8.9，pH>11時(shí)，Zn(OH)2能生成ZnO22－。實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有1.0 mol·L－1 NaOH溶液、1.0 mol·L－1 HCl溶液、水)

Answer 1

【答案】NaOH溶液(或Na2CO3溶液) Zn＋NaHSO3＋H2O===NaHSO2＋Zn(OH)2 加快攪拌的速度 HCHO 次硫酸氫鈉甲醛被空氣中氧氣氧化 向燒杯中加入1.0 mol·L－1 HCl溶液，充分?jǐn)嚢柚凉腆w完全溶解。向所得溶液中滴加1.0 mol·L－1 NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液pH約為10(或8.9≤pH≤11)。過(guò)濾。用水洗滌固體2～3次 [或向燒杯中加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液，充分?jǐn)嚢柚凉腆w完全溶解)。向所得溶液中滴加1.0 mol·L－1HCl溶液。調(diào)節(jié)溶液pH約為10(或8.9≤pH≤11)。過(guò)濾。用水洗滌固體2～3次]

【解析】

(1)未反應(yīng)的二氧化硫是酸性氧化物能和堿溶液反應(yīng)；

(2)①NaHSO3溶液與鋅粉反應(yīng)生成NaHSO2和Zn(OH)2；

②防止生成的Zn(OH)2會(huì)覆蓋在鋅粉表面阻止反應(yīng)進(jìn)行；

(3)甲醛易揮發(fā)，據(jù)此分析；

(4)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；

(5)從充分利用原料著手，結(jié)合已知信息，利用Zn(OH)2受熱分解生成ZnO分析設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

(1)實(shí)驗(yàn)中未反應(yīng)的二氧化硫會(huì)通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入裝置B，可以用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫，以防止污染空氣；

(2)①NaHSO3溶液與鋅粉反應(yīng)生成NaHSO2和Zn(OH)2，化學(xué)反應(yīng)方程式為：Zn＋NaHSO3＋H2O=NaHSO2＋Zn(OH)2；

②為防止生成的Zn(OH)2會(huì)覆蓋在鋅粉表面阻止反應(yīng)進(jìn)行，可以快速攪拌避免固體在三頸燒瓶底部沉積；

(3)甲醛易揮發(fā)，在在80～90 ℃下會(huì)大量揮發(fā)，加冷凝管可以使甲醛冷凝回流，提高甲醛利用率；

(4)次硫酸氫鈉甲醛具有強(qiáng)還原性，在敞口容器中蒸發(fā)濃縮，遇到空氣中的氧氣易被氧化變質(zhì)；

(5)向燒杯中加入1.0 mol·L－1 HCl溶液，充分?jǐn)嚢柚凉腆w完全溶解。向所得溶液中滴加1.0 mol·L－1 NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液pH約為10(或8.9≤pH≤11)。過(guò)濾。用水洗滌固體2～3次 [或向燒杯中加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液，充分?jǐn)嚢柚凉腆w完全溶解)。向所得溶液中滴加1.0 mol·L－1HCl溶液。調(diào)節(jié)溶液pH約為10(或8.9≤pH≤11)。過(guò)濾。用水洗滌固體2～3]。