【題目】次硫酸氫鈉甲醛(aNaHSO2bHCHOcH2O)在印染、醫(yī)藥以及原子能工業(yè)中應(yīng)用廣泛。以Na2SO3、SO2HCHO和鋅粉為原料制備次硫酸氫鈉甲醛的實驗步驟如下:

步驟1:在如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。向燒瓶中加入稍過量的鋅粉和一定量甲醛溶液,在80~90℃下,反應(yīng)約3h,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中加入鋅粉時有NaHSO2Zn(OH)2生成。

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

②生成的Zn(OH)2會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ZnZn(OH)2,利用濾渣制備ZnO的實驗步驟為:將濾渣置于燒杯中,___,900℃煅燒。(已知:Zn與鋁類似,能與NaOH溶液反應(yīng);Zn2+開始沉淀的pH5.9,沉淀完全的pH8.9,pH>11時,Zn(OH)2能生成ZnO22-。實驗中須使用的試劑有1.0molL-1NaOH溶液、1.0molL-1HCl溶液、水)

6)產(chǎn)物組成測定實驗:

準(zhǔn)確稱取1.5400g樣品,溶于水配成l00mL溶液;取25.00mL樣品溶液經(jīng)AHMT分光光度法測得溶液吸光度A=0.4000(如圖);另取25.00mL樣品溶液,加入過量碘水后,加入BaCl2溶液至沉淀完全,過濾、洗滌、干燥至恒重得到BaSO4固體0.5825g。

①樣品溶液HCHO濃度為___molL-1。

②通過計算確定aNaHSO2·bHCHOcH2O的化學(xué)式為___。

【答案】NaOH溶液(Na2CO3溶液) ZnNaHSO3H2O=NaHSO2Zn(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1.0mol·L-1HCl溶液,充分?jǐn)嚢柚凉腆w完全溶解。向所得溶液中滴加1.0mol·L-1NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液pH約為10(8.9≤pH≤11)。過濾、用水洗滌固體23[或向燒杯中加入1.0mol·L-1NaOH溶液,充分?jǐn)嚢柚凉腆w完全溶解。向所得溶液中滴加1.0mol·L-1HCl溶液,調(diào)節(jié)溶液pH約為10(8.9≤pH≤11)。過濾、用水洗滌固體23 0.1000 NaHSO2·HCHO·2H2O

【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)NaHSO3溶液與鋅粉反應(yīng)生成NaHSO2Zn(OH)2;

②防止生成的Zn(OH)2會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)計實驗;

(6)①樣品溶液經(jīng)AHMT分光光度法測得溶液吸光度A=0.4000,根據(jù)圖示可知濃度;

②根據(jù)元素守恒結(jié)合物質(zhì)之間的反應(yīng)情況來計算。

(1)實驗中未反應(yīng)的二氧化硫會通過導(dǎo)管進(jìn)入裝置B,可以用NaOH溶液(Na2CO3溶液)吸收二氧化硫,以防止污染空氣,故答案為:NaOH溶液(Na2CO3溶液)

(2)NaHSO3溶液與鋅粉反應(yīng)生成NaHSO2Zn(OH)2,反應(yīng)中S元素的化合價由+4價降為+2價,Zn元素的化合價由0價升至+2價,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒,化學(xué)反應(yīng)方程式為:ZnNaHSO3H2O=NaHSO2Zn(OH)2,故答案為:ZnNaHSO3H2O=NaHSO2Zn(OH)2

②為防止生成的Zn(OH)2會覆蓋在鋅粉表面阻止反應(yīng)進(jìn)行,可以快速攪拌避免氫氧化鋅在鋅粉表面沉積,故答案為:加快攪拌的速度;

(3)甲醛易揮發(fā),在8090 ℃下會大量揮發(fā),加冷凝管可以使甲醛冷凝回流,提高甲醛利用率,故答案為:HCHO;

(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),故答案為:次硫酸氫鈉甲醛被空氣中氧氣氧化;

(5)為了使Zn和氫氧化鋅盡可能轉(zhuǎn)化為ZnO,結(jié)合Zn和氫氧化鋅的性質(zhì),可以先加鹽酸使濾渣完全溶解,后加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH使Zn元素完全轉(zhuǎn)化成氫氧化鋅沉淀(或先加NaOH溶液使濾渣完全溶解,后加鹽酸調(diào)節(jié)pH使Zn元素完全轉(zhuǎn)化成氫氧化鋅沉淀),故實驗步驟為:向燒杯中加入1.0mol·L-1HCl溶液,充分?jǐn)嚢柚凉腆w完全溶解。向所得溶液中滴加1.0mol·L-1NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液pH約為10(8.9≤pH≤11)。過濾、用水洗滌固體23[或向燒杯中加入1.0mol·L-1NaOH溶液,充分?jǐn)嚢柚凉腆w完全溶解。向所得溶液中滴加1.0mol·L-1HCl溶液,調(diào)節(jié)溶液pH約為10(8.9≤pH≤11)。過濾、用水洗滌固體23次,故答案為:向燒杯中加入1.0mol·L-1HCl溶液,充分?jǐn)嚢柚凉腆w完全溶解。向所得溶液中滴加1.0mol·L-1NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液pH約為10(8.9≤pH≤11)。過濾、用水洗滌固體23[或向燒杯中加入1.0mol·L-1NaOH溶液,充分?jǐn)嚢柚凉腆w完全溶解。向所得溶液中滴加1.0mol·L-1HCl溶液,調(diào)節(jié)溶液pH約為10(8.9≤pH≤11)。過濾、用水洗滌固體23次;

(6)25.00mL樣品溶液經(jīng)AHMT分光光度法測得溶液吸光度A=0.4000,根據(jù)圖示可知,樣品溶液HCHO濃度為0.1000molL-1,故答案為:0.1000;

2500 mL溶液中:根據(jù)S守恒,n(NaHSO2)n(NaHSO4)n( BaSO4)0.0025 moln(HCHO)=0.1000mol/L×0.025L=0.0025 mol;100 mL溶液中:n(NaHSO2)4×0.0025mol0.01mol,n(HCHO)4×0.0025mol0.01 mol,n(H2O)0.02 mol,abcn(NaHSO2)n(HCHO)n(H2O)0.01mol0.01mol0.02 mol112,所以次硫酸氫鈉甲醛的化學(xué)式為NaHSO2·HCHO·2H2O,故答案為:NaHSO2·HCHO·2H2O。

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(1)硫酸溶液與氯化鋇溶液:_______________________________________;

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(3)硝酸鈉溶液與氯化鉀溶液:_______________________________________

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(6)三氯化鐵溶液和氫氧化鉀溶液:__________________________________________。

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A.v(A)=0.5mol/ (L·min)B.v(B)=0.6mol/ (L·min)

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B.b、c中所盛試劑依次為濃硫酸、飽和食鹽水

C.d中黃綠色氣體從下往上逐漸充滿整個集氣瓶

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將所選的儀器按連接順序由上至下依次填入下表(可不填滿,也可以補(bǔ)充),并寫出該儀器中應(yīng)加試劑的名稱及其作用。

選用的儀器(填字母)

加入的試劑

作用













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(1)若Cl2從左向右流動,NH3從右向左流動,則上述實驗裝置中,依次連接的合理順序為:A→________________→B;為使NH3與Cl2更充分混合,Cl2應(yīng)從C裝置的__口進(jìn)入(填“x”或“y”).

(2)簡述裝置A中使用分液漏斗向圓底燒瓶中滴加濃鹽酸的操作是__________________

(3)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________

(4)裝置B中圓底燒瓶內(nèi)的試劑為______________(填名稱).

(5)裝置D的作用是____________________________

(6)反應(yīng)開始后,裝置C內(nèi)出現(xiàn)濃厚的白煙并在容器內(nèi)壁凝結(jié),另一生成物是空氣中的主要成分之一,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________

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