Question

吊白块(NaHSO₂•HCHO•2H₂O，次硫酸氢钠甲醛)是易溶于水的白色块状或结晶性粉状固体，在印染工业中被用作拔染剂和还原剂。可由Na₂S₂O₅ (焦亚硫酸钠)、甲醛及锌粉反应制取，回答下列问题：

(1)已知在pH=4.1时的过饱和NaHSO₃溶液将自动脱水生成Na₂S₂O₅，制备原料Na₂S₂O₅的装置如下。

①通入H₂的目的是______。

②吸滤瓶中先后发生的反应为_______、2NaHSO₃=Na₂S₂O₅↓+H₂O。

③从环境保护和安全考虑，下列尾气处理方法正确的是________(填标号)。

④实验室用稀NaOH溶液不能制得Na₂S₂O₅，是因为_______。

(2)制备吊白块的装置(夹持及加热装置已略)如图：

①仪器A的名称是_________。

②制备反应需在95⁰C下进行，合适的加热方式是_____，A中发生反应的化学方程式为_____(Zn转化为等物质的量的ZnO和Zn(OH)₂)。

③从A中的悬浊液中得到产品吊白块的实验操作是_________及干燥。

Answer

排除装置内空气，防止焦亚硫酸钠被氧化 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3 D 不能得到NaHSO3过饱和溶液 三颈烧瓶 热水浴 Na2S2O5+2Zn+2HCHO+6H2O2NaHSO2•HCHO•2H2O+ZnO+Zn(OH)2或Na2S2O5+2Zn+2HCHO+4H2O2NaHSO2•HCHO+ZnO+Zn(OH)2 过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤

【解析】

(1)二氧化硫和NaOH反应生成亚硫酸钠，亚硫酸钠和水和二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠，调控pH=4.1，使亚硫酸氢钠过饱和溶液自动脱水生成Na2S2O5；

(2)用热水浴控制温度在95℃加热甲醛、Na2S2O5、Zn粉、H2O混合物得含次硫酸氢钠甲醛、ZnO和Zn(OH)2的混合物，次硫酸氢钠甲醛易溶于水，Zn和Zn(OH)2不溶于水，故通过过滤除去Zn和Zn(OH)2，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得吊白块(NaHSO2•HCHO•2H2O)，据此解答。

(1)①Na2S2O5中的S元素化合价均为+4，具有还原性，为避免装置内空气中的氧气将这些物质氧化，需通入一定时间的氢气排除空气，故答案为：排除装置内空气，防止焦亚硫酸钠被氧化；

②二氧化硫和NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水，亚硫酸钠和水和二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠过饱和溶液脱水得焦亚硫酸钠，所以抽滤瓶中发生的反应为：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3，2NaHSO3=Na2S2O5↓+H2O，故答案为：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3；

③随着吸滤瓶中得到饱和亚硫酸氢钠，二氧化硫的溶解度减小，尾气中将含二氧化硫污染空气，同时也含氢气，所以需要尾气处理装置：

A．水不能吸收氢气，同时二氧化硫易溶于水，可能引起倒吸，A不满足题意；

B．氢气和二氧化硫均不能被吸收，B不满足题意；

C．氢气不能被吸收，C不满足题意；

D．二氧化硫被NaOH溶液吸收，装置具有防倒吸作用，氢气用点燃法处理，D满足题意；

故答案为：D；

④NaOH溶液浓度太小不能得到NaHSO3过饱和溶液，故答案为：不能得到NaHSO3过饱和溶液；

(2)①仪器A为三颈烧瓶，故答案为：三颈烧瓶；

②0-100℃可用水浴控制，95℃用热水浴加热，甲醛、Na2S2O5、Zn粉、H2O在A中发生反应生成硫酸氢钠甲醛、等物质的量的ZnO、Zn(OH)2，结合得失电子守恒、原子守恒可得该反应化学方程式为：Na2S2O5+2Zn+2HCHO+6H2O2NaHSO2•HCHO•2H2O+ZnO+Zn(OH)2或Na2S2O5+2Zn+2HCHO+4H2O2NaHSO2•HCHO+ZnO+Zn(OH)2，故答案为：热水浴；Na2S2O5+2Zn+2HCHO+6H2O2NaHSO2•HCHO•2H2O+ZnO+Zn(OH)2或Na2S2O5+2Zn+2HCHO+4H2O2NaHSO2•HCHO+ZnO+Zn(OH)2；

③硫酸氢钠甲醛易溶于水，Zn和Zn(OH)2不溶于水，故通过过滤除去Zn和Zn(OH)2，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得吊白块(NaHSO2•HCHO•2H2O)，故答案为：过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。