Question

某实验小组设计实验制备NaHSO₂·HCHO·2H₂O[次硫酸氢钠甲醛(雕白块)]。回答下列问题：

⑴甲同学用下列装置制备实验原料Na₂S₂O₅(焦亚硫酸钠)，装置如图：

已知pH=4.1的过饱和NaHSO₃溶液能自动脱水生成Na₂S₂O₅。

①通入H₂的目的是___。

②通入SO₂发生反应的化学方程式依次为___、___和2NaHSO₃=Na₂S₂O₅↓十H₂O。

③从环境保护和安全考虑，尾气处理方法正确的是___ (填字母)。

④实验若用稀NaOH溶液，则不能制得Na₂S₂O₅，其原因是___。

⑵乙同学用甲同学制得的Na₂S₂O₅通过下列装置(夹持装置已略)合成雕白块。

①仪器W的名称是___。

②合成反应温度需保持在75℃，采用的合适加热方式是___，已知反应中Zn转化为ZnO和Zn(OH)₂，三口烧瓶中发生反应的化学方程式为___。

③三口烧瓶中的反应液需经过过滤、___、过滤、洗涤及干燥，得雕白块。

Answer

排除系统内空气 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3 D 不能得到NaHSO3过饱和溶液 (球形)冷凝管 热水浴 Na2S2O3+2Zn+2HCHO+6H2O2[NaHSO2∙HCHO∙2H2O]+ZnO+Zn(OH)2 蒸发浓缩、冷却结晶

【解析】

Na2S2O5(焦亚硫酸钠)易被氧化，先将装置内空气排出，再通入二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠，继续通入生成亚硫酸氢钠，得到饱和亚硫酸氢钠，自然脱水得到Na2S2O5(焦亚硫酸钠)，再将Na2S2O5(焦亚硫酸钠)与Zn、HCHO溶液在水浴中加热反应生成ZnO、Zn(OH)2、NaHSO2∙HCHO∙2H2O，经过过滤，再将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得产品。

⑴①Na2S2O5(焦亚硫酸钠)容易被氧化，因此通入H2的目的是排除系统内空气；故答案为：排除系统内空气。

②通入SO2，二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，亚硫酸钠和二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠，反应依次为2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O、2NaOH+SO2 =Na2SO3+H2O和2NaHSO3=Na2S2O5↓十H2O；故答案为：2NaOH+SO2 = Na2SO3+H2O；2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O。

③从环境保护和安全考虑，二氧化硫会污染环境，用氢氧化钠溶液处理，要注意防倒吸，氢气用点燃方法进行处理，因此尾气处理方法正确的是D；故答案为：D。

④根据题中信息pH=4.1的过饱和NaHSO3溶液能自动脱水生成Na2S2O5，因此用稀NaOH溶液不能得到NaHSO3过饱和溶液；故答案为：不能得到NaHSO3过饱和溶液。

⑵①根据图中信息得到仪器W的名称是(球形)冷凝管；故答案为：(球形)冷凝管。

②合成反应温度需保持在75℃，温度低于100℃，且控制温度，因此采用的合适加热方式是热水浴，已知反应中Zn转化为ZnO和Zn(OH)2，三口烧瓶中发生反应的化学方程式为Na2S2O3+2Zn+2HCHO+6H2O2[NaHSO2∙HCHO∙2H2O]+ZnO+Zn(OH)2；故答案为：热水浴；Na2S2O3+2Zn+2HCHO+6H2O2[NaHSO2∙HCHO∙2H2O]+ZnO+Zn(OH)2。

③三口烧瓶中的反应液需经过过滤，滤液为雕白块溶液，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤及干燥，得雕白块；故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶。