Question

次硫酸氢钠甲醛(NaHSO₂·HCHO·2H₂O，M=154.0g·mol^-1）俗称吊白块，易溶于水，微溶于乙醇，在120℃以上易分解。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：向三颈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：将滤液经结晶、抽滤、洗涤等操作后制得粗产品。

（1）步骤2中加入锌粉反应时会有Zn(OH)₂生成，写出发生反应的化学方程式_____________；为防止生成的Zn(OH)₂覆盖在锌粉表面阻止反应进行，可采取的措施是_____________。

（2）下列说法中不正确的是_____________。

A．装置B的作用是吸收尾气

B．该实验的加热方式最好选用水浴加热

C．步骤2抽滤的滤渣成分只有Zn(OH)₂固体

D．步骤3得到的产品可以在烘箱中高温烘干

（3）如图装置，经过一系列操作完成步骤3中的结晶和洗涤操作。请选择合适的字母，按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只需考虑一次)：_____→固液转移至布氏漏斗→开抽气泵→c→f→________→_________→_________→________→d→关抽气泵。_____________

a．将滤液蒸发至大量晶体出现

b．将滤液真空浓缩，冷却结晶

c．关闭活塞A

d．打开活塞A

e．加乙醇洗涤

f．确认抽干

（4）将0.5000g样品充分加热分解，释放出的HCHO用36.00mL0.1000mol·L^－1KMnO₄溶液吸收(不考虑SO₂的影响，5HCHO+4+12H⁺=5CO₂↑+4Mn²⁺+11H₂O)，再用0.1000mol·L^－1H₂C₂O₄溶液滴定KMnO₄溶液，重复实验3次，平均消耗H₂C₂O₄溶液的体积为30.00mL，则样品的纯度为_____________。

Answer

NaHSO3＋Zn＋HCHO+3H2O=NaHSO2·HCHO·2H2O+Zn(OH)2 搅拌 CD b、d、e、c、f 92.4%

【解析】

开始SO2和Na2SO3溶液反应生成NaHSO3，然后NaHSO3溶液、Zn和一定量甲醛溶液发生反应生成NaHSO2·HCHO·2H2O，S的化合价降低，Zn的化合价升高，最终再冷却结晶。

(1)步骤制得的溶液中含有NaHSO3，加入Zn和甲醛，制得NaHSO2·HCHO·2H2O，其中S的化合价为＋2，则S的化合价从NaHSO3中的＋4降低到＋2，Zn的化合价从0升高到＋2，化合价升降相等，则NaHSO3和Zn的系数比为1：1，再根据物料守恒配平，化学方程式为NaHSO3＋Zn＋HCHO+3H2O=NaHSO2·HCHO·2H2O+Zn(OH)2；通过搅拌，可以使Zn(OH)2不在Zn的表面富集；

(2)A．反应过程中，没有反应的SO2逸出，因此装置B的作用就是吸收尾气，防止污染空环境，A正确，不选；

B．反应温度在80～90℃，用水浴加热，可以较好地控制温度，且加热更均匀，B正确，不选；

C．抽滤的滤渣除了Zn(OH)2，还有过量的Zn，C错误，符合题意；

D．产品在在120℃以上易分解，不能高温烘干，D错误，符合题意；

答案选CD；

(3)得到滤液后，应该在真空中蒸发浓缩，可以防止温度过高使产物分解，也可以防止氧气将产物氧化；转移固液混合物后，打开气泵，关闭活塞A，确认抽干；再洗涤沉淀，洗涤沉淀前需要打开活塞A，再加入洗涤剂，在关闭活塞A，确认抽干；因此完整操作顺序为：b→固液转移至布氏漏斗→开抽气泵→c→f→d→e→c→f→d→关抽气泵；

(4)KMnO4氧化了HCHO和H2C2O4，将总的KMnO4减去氧化H2C2O4的KMnO4就得到氧化HCHO的KMnO4，从而计算得到样品的纯度。总的KMnO4的物质的量n1=36mL×10－3mL·L－1×0.1mol=3.6×10－3mol；KMnO4和H2C2O4的化学方程式为5H2C2O4＋2KMnO4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，消耗的n(H2C2O4)=30mL×10－3mL·L－1×0.1mol·L－1=3×10－3mol，则氧化H2C2O4的KMnO4的物质的量n2=，氧化HCHO的KMnO4的物质的量n=n1-n2=3.6×10－3mol-1.2×10－3mol=2.4×10－3mol，则样品中HCHO的物质的量n(HCHO)=，样品中NaHSO2·HCHO·2H2O的物质的量为3×10－3mol，则样品的质量m=154.0g·mol-1×3×10－3mol=0.462g，则样品的纯度=。