Question

【題目】氨基磺酸鎳[Ni(H2NSO3)2]是工業電鍍鎳所必需的化工原料，某科研小組先用尿素、SO3合成中間體氨基磺酸(H2NSO3H)，再用氨基磺酸、金屬鎳和雙氧水反應來合成氨基磺酸鎳。已知磺化制氨基磺酸反應原理和整個過程的流程圖如下：

①CO(NH2)2(s)+SO3(g)→H2NCONHSO3H(s) △H<0

②H2NCONHSO3H (s)+ H2SO4→2H2NSO3H (s)+ CO2↑

已知物質的部分性質如下：

物質	溶解性	穩定性	酸堿性
氨基磺酸	溶于水、不溶于乙醇	pH較低時發生水解生成NH4HSO4	強酸性
氨基磺酸鎳	溶于水、乙醇	高于110℃時分解	酸性

請回答

(1)操作A的名稱是_________液體1的主要成分是_______（填化學式）。

(2)“磺化”過程的溫度與產率的關系如下圖。溫度高于80℃時氨基磺酸的產率會降低，原因一是升高溫度平衡逆向移動，原因二是__________。

(3)寫出制備氨基磺酸鎳的化學方程式____________________。

(4)寫出固體2洗滌的操作過程___________________。

(5)流程圖中“天藍色溶液”需要調節pH=5~6的原因是___________。

Answer 1

【答案】 過濾或抽濾 H2SO4 溫度過高，SO3氣體逸出加快，使反應①轉化率降低 Ni+H2O2+ 2H2NSO3H=Ni(H2NSO3)2+2H2O 關小水龍頭，向布氏漏斗中加入乙醇的水溶液至浸沒沉淀，讓其慢慢流下，重復2~3次 pH較小時氨基磺酸易發生水解，產物中含有NiSO4、(NH4)2SO4等雜質，醬成產物純度降低

【解析】(1)操作A是用來分離固體和液體，名稱是過濾或抽濾；根據方程式①CO(NH2)2(s)+SO3(g)→H2NCONHSO3H(s) 和②H2NCONHSO3H (s)+ H2SO4→2H2NSO3H (s)+ CO2↑可知通過操作A后得到的液體1的主要成分是H2SO4。答案為：過濾或抽濾 、 H2SO4

(2) “磺化”步驟中所發生的反應為：

①CO（NH2）2（s）+SO3（g）H2NCONHSO3H（s）△H＜0

②H2NCONHSO3H+H2SO42H2NSO3H+CO2↑， “磺化“過程若溫度高于80℃，氨基磺酸的產率會降低，原因是溫度越高，三氧化硫氣體逸出速率加快，且CO（NH2）2（s）+SO3（g）H2NCONHSO3H（s）是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，從而抑制氨基磺酸的產率。答案為：溫度過高，SO3氣體逸出加快，使反應①轉化率降低

（3）氨基磺酸與鎳粉和雙氧水反應可以制得氨基磺酸鎳，化學方程式是Ni+H2O2+ 2H2NSO3H=Ni(H2NSO3)2+2H2O答案為：Ni+H2O2+ 2H2NSO3H=Ni(H2NSO3)2+2H2O

（4）根據表中已知物質的部分性質可知：氨基磺酸溶于水、不溶于乙醇，可以選擇用乙醇洗滌。洗滌固體2的操作是：關小水龍頭，向布氏漏斗中加入乙醇的水溶液至浸沒沉淀，讓其慢慢流下，重復2~3次。答案為：關小水龍頭，向布氏漏斗中加入乙醇的水溶液至浸沒沉淀，讓其慢慢流下，重復2~3次

（5）根據表中已知物質的部分性質可知：氨基磺酸在pH較低時易發生水解 ，使產物的純度降低，因此需要調節pH。答案為：pH較小時氨基磺酸易發生水解，產物中含有NiSO4、(NH4)2SO4等雜質，使產物純度降低。