Question

)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。

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下：

步骤1：在右图所示装置的烧瓶中加入一定量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。

(1) 装置B的烧杯中应加入的溶液是________。

(2) 步骤2中加入锌粉时有NaHSO₂和Zn(OH)₂生成。

①写出加入锌粉时发生反应的化学方程式：________。

②生成的Zn(OH)₂会覆盖在锌粉表面阻止反应进行，防止该现象发生的措施是________。

(3) 冷凝管中回流的主要物质除H₂O外，还有________(填化学式)。

(4) 步骤3中次硫酸氢钠甲醛不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是________。

(5) 步骤2抽滤所得滤渣的成分为Zn和Zn(OH)₂，利用滤渣制备ZnO的实验步骤为：将滤渣置于烧杯中，________________________________________________________，900 ℃煅烧。  (已知：① Zn能与NaOH发生反应Zn＋2NaOH===Na₂ZnO₂＋H₂↑；② Zn^2＋开始沉淀的pH为5.9，沉淀完全的pH为8.9，pH>11时，Zn(OH)₂能生成ZnO₂^2－。实验中须使用的试剂有1.0 mol·L^－1 NaOH溶液、1.0 mol·L^－1 HCl溶液、水)

Answer

NaOH溶液(或Na2CO3溶液) Zn＋NaHSO3＋H2O===NaHSO2＋Zn(OH)2 加快搅拌的速度 HCHO 次硫酸氢钠甲醛被空气中氧气氧化 向烧杯中加入1.0 mol·L－1 HCl溶液，充分搅拌至固体完全溶解。向所得溶液中滴加1.0 mol·L－1 NaOH溶液，调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11)。过滤。用水洗涤固体2～3次 [或向烧杯中加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液，充分搅拌至固体完全溶解)。向所得溶液中滴加1.0 mol·L－1HCl溶液。调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11)。过滤。用水洗涤固体2～3次]

【解析】

(1)未反应的二氧化硫是酸性氧化物能和碱溶液反应；

(2)①NaHSO3溶液与锌粉反应生成NaHSO2和Zn(OH)2；

②防止生成的Zn(OH)2会覆盖在锌粉表面阻止反应进行；

(3)甲醛易挥发，据此分析；

(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)从充分利用原料着手，结合已知信息，利用Zn(OH)2受热分解生成ZnO分析设计实验。

(1)实验中未反应的二氧化硫会通过导管进入装置B，可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，以防止污染空气；

(2)①NaHSO3溶液与锌粉反应生成NaHSO2和Zn(OH)2，化学反应方程式为：Zn＋NaHSO3＋H2O=NaHSO2＋Zn(OH)2；

②为防止生成的Zn(OH)2会覆盖在锌粉表面阻止反应进行，可以快速搅拌避免固体在三颈烧瓶底部沉积；

(3)甲醛易挥发，在在80～90 ℃下会大量挥发，加冷凝管可以使甲醛冷凝回流，提高甲醛利用率；

(4)次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，在敞口容器中蒸发浓缩，遇到空气中的氧气易被氧化变质；

(5)向烧杯中加入1.0 mol·L－1 HCl溶液，充分搅拌至固体完全溶解。向所得溶液中滴加1.0 mol·L－1 NaOH溶液，调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11)。过滤。用水洗涤固体2～3次 [或向烧杯中加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液，充分搅拌至固体完全溶解)。向所得溶液中滴加1.0 mol·L－1HCl溶液。调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11)。过滤。用水洗涤固体2～3]。