Question

【題目】1828年，德國(guó)化學(xué)家弗里德里希·維勒首次使用(NH4)2SO4與氰酸鉀KCNO人工合成了尿素CO(NH2)2，打破了有機(jī)化合物的"生命力"學(xué)說。

（1） (NH4)2SO4與KCNO合成尿素反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。

（2）某小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室條件下，擬用CO2和NH3，在催化劑的作用下合成尿素。

①用CO2和NH3合成尿素 CO(NH2)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。

②實(shí)驗(yàn)所需的CO2可用多種裝置來制備，要想達(dá)到“隨開隨用、隨關(guān)隨停”的目的，下列裝置A、B、C、D、E中符和要求的有____________（填字母）。

③若用F裝置收集氨氣，則氣體應(yīng)由導(dǎo)管口____________（填“a”或“b”）進(jìn)入。

（3）尿素樣品中氮含量可以用甲醛法標(biāo)定，其原理如下：首先用濃硫酸分解試樣，使試液中的胺生成硫酸銨并放出二氧化碳；將過量的硫酸中和后得到中性銨鹽，再用甲醛（HCHO）與硫酸銨作用生成六次甲基四銨鹽離子(CH2)6N4H+和硫酸；最后用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定。

①甲醛與硫酸銨反應(yīng)的離子方程式為____________；

②滴定選用的指示劑為____________。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為____________。

③若稱取樣品m g，溶解后配成250mL溶液。取25.00mL樣品溶液于250 mL錐形瓶中，加入10mL w%的甲醛溶液，充分反應(yīng)后，加入1～2滴指示劑，用濃度為a mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)（已知滴定時(shí)，1 mol六次甲基四銨鹽離子(CH2)6N4H+消耗OH﹣的能力與1mol H+相當(dāng)）。重復(fù)2次，消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積平均值為b mL。則該樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________。

Answer 1

【答案】 (NH4)2SO4+2KCNO=2CO(NH2)2+K2SO4 CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O BCD b 4NH4++6HCHO =(CH2)6N4H++3H++ 6H2O 酚酞 加入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色變淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色

【解析】(1) (NH4)2SO4與KCNO合成尿素的化學(xué)方程式為(NH4)2SO4+2KCNO=2CO(NH2)2+K2SO4

(2) ①用CO2和NH3合成尿素的化學(xué)方程式為CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O；②制備CO2所需裝置有多種，要想達(dá)到“隨開隨用、隨關(guān)隨停”的目的可選用BCD。A裝置當(dāng)關(guān)閉彈簧夾后，氣體不能把液體排出，反應(yīng)不能停止，且隨著氣壓增大，有爆炸事故發(fā)生的可能，B裝置當(dāng)關(guān)閉彈簧夾后，氣體將液體壓入長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)，使固體與液體分離而停止反應(yīng)，C裝置關(guān)閉活塞后，氣體將液體壓入燒杯內(nèi)，使固體與液體分離而停止反應(yīng)，D裝置當(dāng)關(guān)閉活塞后，氣體將液體從U型管右邊壓到左邊，使固體與液體分離而停止反應(yīng)，E裝置當(dāng)關(guān)閉分液漏斗活塞后，反應(yīng)不能立即停止，不能滿足題目要求，所以滿足要求的裝置有BCD三個(gè)；③由于氨氣的密度小于空氣，且極易溶于水，所以只能用向下排氣法收集，結(jié)合裝置F的結(jié)構(gòu)，氨氣應(yīng)從b口進(jìn)入。

(3)①根據(jù)題目敘述可知，甲醛與硫酸銨反應(yīng)生成六次甲基四銨鹽離子(CH2)6N4H+和硫酸，所以反應(yīng)的離子方程式為4NH4++6HCHO =(CH2)6N4H++3H++ 6H2O；②最后用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定反應(yīng)生成的酸性物質(zhì)，所以應(yīng)用酚酞作指示劑，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為加入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色由無色變?yōu)榉奂t色且半分鐘內(nèi)不褪色；③1 mol六次甲基四銨鹽離子(CH2)6N4H+消耗OH﹣的能力與1mol H+相當(dāng)，所以有下列關(guān)系4NH4+~ [(CH2)6N4H+ +3H+] ~ 4OH—，即NH4+~ OH—，已知n(OH—)= a mol/L×b×10-3L×= n(NH4+)= n(N)= ab×10-2mol，則該樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=