Question

【題目】氨基磺酸(H2NSO3H)是一元固體強酸，俗稱“固體硫酸”，易溶于水和液氨，不溶于乙醇，在工業(yè)上常用作酸性清洗劑、阻燃劑、磺化劑等。某實驗室用尿素和發(fā)煙硫酸(溶有SO3的硫酸)制備氨基磺酸的流程如圖：

已知“磺化”步驟發(fā)生的反應(yīng)為：

①CO(NH2)2(s)+SO3(g)H2NCONHSO3H(s) ΔH＜0

②H2NCONHSO3H+H2SO42H2NSO3H+CO2↑

發(fā)生“磺化”步驟反應(yīng)的裝置如圖1所示：請回答下列問題：

（1）下列關(guān)于“磺化”與“抽濾”步驟的說法中正確的是____。

A.儀器a的名稱是三頸燒瓶

B.冷凝回流時，冷凝水應(yīng)該從冷凝管的B管口通入

C.抽濾操作前，應(yīng)先將略小于漏斗內(nèi)徑卻又能將全部小孔蓋住的濾紙平鋪在布氏漏斗中，稍稍潤濕濾紙，微開水龍頭，抽氣使濾紙緊貼在漏斗瓷板上，再轉(zhuǎn)移懸濁液

D.抽濾結(jié)束后為了防止倒吸，應(yīng)先關(guān)閉水龍頭，再拆下連接抽氣泵和吸濾瓶之間的橡皮管

（2）“磺化”過程溫度與產(chǎn)率的關(guān)系如圖2所示，控制反應(yīng)溫度為75～80℃為宜，若溫度高于80℃，氨基磺酸的產(chǎn)率會降低，可能的原因是____。

（3）“抽濾”時，所得晶體要用乙醇洗滌，則洗滌的具體操作是____。

（4）“重結(jié)晶”時，溶劑選用10%～12%的硫酸而不用蒸餾水的原因是____。

（5）“配液及滴定”操作中，準(zhǔn)確稱取2.500g氨基磺酸粗品配成250mL待測液。取25.00mL待測液于錐形瓶中，以淀粉-碘化鉀溶液做指示劑，用0.08000molL-1的NaNO2標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，當(dāng)溶液恰好變藍(lán)時，消耗NaNO2標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00mL。此時氨基磺酸恰好被完全氧化成N2，NaNO2的還原產(chǎn)物也為N2。

①電子天平使用前須____并調(diào)零校準(zhǔn)。稱量時，可先將潔凈干燥的小燒杯放在稱盤中央，顯示數(shù)字穩(wěn)定后按____，再緩緩加樣品至所需質(zhì)量時，停止加樣，讀數(shù)記錄。

②試求氨基磺酸粗品的純度：____(用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示)。

③若以酚酞為指示劑，用0.08000molL-1的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，也能測定氨基磺酸粗品的純度，但測得結(jié)果通常比NaNO2法____(填“偏高”或“偏低”)。

Answer 1

【答案】A 溫度過高，SO3氣體在硫酸中的溶解度小，逸出快，反應(yīng)①接觸不充分轉(zhuǎn)化率降低；同時溫度升高，反應(yīng)①平衡向逆反應(yīng)方向移動 關(guān)小水龍頭，向布氏漏斗中加入乙醇至恰好完全浸沒沉淀，待乙醇完全濾下后重復(fù)此操作2～3次 氨基磺酸在水溶液中可發(fā)生反應(yīng)：H2NSO3H+H2ONH4HSO4；稀H2SO4可提供H+與SO42-促使該平衡逆向移動 (通電)預(yù)熱 去皮鍵(歸零鍵) 77.60% 偏高

【解析】

發(fā)煙硫酸和尿素在磺化步驟轉(zhuǎn)化為氨基磺酸，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，同時反應(yīng)因為有氣體參與，則通過改變溫度和壓強可以影響產(chǎn)率；因為氨基磺酸為固體，則過濾時可采用抽濾；得到的氨基磺酸可能混有雜質(zhì)，則要經(jīng)過重結(jié)晶進(jìn)行提純，最后干燥可得到純凈的氨基磺酸。

（1）A.儀器a的名稱是三頸燒瓶，故A正確；

B.冷凝回流時，冷凝水應(yīng)該下進(jìn)上出，即從冷凝管的A管口通入，故B錯誤；

C.向漏斗內(nèi)轉(zhuǎn)待抽濾液時，應(yīng)用傾析法先轉(zhuǎn)移溶液，待溶液快流盡時再轉(zhuǎn)移沉淀，不能直接轉(zhuǎn)移懸濁液，故C錯誤；

D.抽濾結(jié)束后為了防止倒吸，應(yīng)先拆下連接抽氣泵和吸濾瓶之間的橡皮管，再關(guān)閉水龍頭，故D錯誤；

綜上所述，答案為A。

（2）氣體的溶解度隨溫度升高而降低，則溫度過高，SO3氣體在硫酸中的溶解度小，逸出快，反應(yīng)①接觸不充分轉(zhuǎn)化率降低；同時溫度升高，反應(yīng)①平衡向逆反應(yīng)方向移動，故答案為：溫度過高，SO3氣體在硫酸中的溶解度小，逸出快，反應(yīng)①接觸不充分轉(zhuǎn)化率降低；同時溫度升高，反應(yīng)①平衡向逆反應(yīng)方向移動；

（3）洗滌的具體操作為關(guān)小水龍頭，向布氏漏斗中加入乙醇至恰好完全浸沒沉淀，待乙醇完全濾下后重復(fù)此操作2-3次，故答案為：關(guān)小水龍頭，向布氏漏斗中加入乙醇至恰好完全浸沒沉淀，待乙醇完全濾下后重復(fù)此操作2～3次；

（4）“重結(jié)晶”時，溶劑選用10%～12%的硫酸是為了防止氨基磺酸洗滌時因溶解而損失，因為氨基磺酸在水溶液中可發(fā)生反應(yīng)：H2NSO3H+H2ONH4HSO4；稀H2SO4可提供H+與SO42-促使該平衡逆向移動，故答案為：氨基磺酸在水溶液中可發(fā)生反應(yīng)：H2NSO3H+H2ONH4HSO4；稀H2SO4可提供H+與SO42-促使該平衡逆向移動；

（5）①電子天平在使用時要注意使用前須(通電)預(yù)熱并調(diào)零校準(zhǔn)，稱量時，要將藥品放到小燒杯或濾紙上，注意要先按去皮鍵(歸零鍵)，再放入藥品進(jìn)行稱量，故答案為：(通電)預(yù)熱；去皮鍵(歸零鍵)；

②亞硝酸鈉與氨基磺酸反應(yīng)后的產(chǎn)物均為氮氣，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可知，亞硝酸與氨基磺酸以1:1比例反應(yīng)，可知，則2.500g氨基磺酸粗品中氨基磺酸粗品的純度=，故答案為：77.60%；

③因為氨基磺酸粗品中混有硫酸，則用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，會使測得結(jié)果通常比NaNO2法偏高，故答案為：偏高。