Question

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

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

（2）某小組同學在實驗室條件下，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反應的化學方程式為____________。

②實驗所需的CO2可用多種裝置來制備，要想達到“隨開隨用、隨關隨停”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，則氣體應由導管口____________（填“a”或“b”）進入。

（3）尿素樣品中氮含量可以用甲醛法標定，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；最后用標準氫氧化鈉溶液滴定。

①甲醛與硫酸銨反應的離子方程式為____________；

②滴定選用的指示劑為____________。滴定終點的現象為____________。

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，充分反應后，加入1～2滴指示劑，用濃度為a mol/L的NaOH標準溶液滴定至終點（已知滴定時，1 mol六次甲基四銨鹽離子(CH2)6N4H+消耗OH﹣的能力與1mol H+相當）。重復2次，消耗NaOH標準溶液的體積平均值為b mL。則該樣品中氮的質量分數為____________。

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 加入最后一滴標準液時錐形瓶內溶液顏色變淺紅色且半分鐘內不褪色

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

(2) ①用CO2和NH3合成尿素的化學方程式為CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O；②制備CO2所需裝置有多種，要想達到“隨開隨用、隨關隨停”的目的可選用BCD。A裝置當關閉彈簧夾后，氣體不能把液體排出，反應不能停止，且隨著氣壓增大，有爆炸事故發生的可能，B裝置當關閉彈簧夾后，氣體將液體壓入長頸漏斗內，使固體與液體分離而停止反應，C裝置關閉活塞后，氣體將液體壓入燒杯內，使固體與液體分離而停止反應，D裝置當關閉活塞后，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，E裝置當關閉分液漏斗活塞后，反應不能立即停止，不能滿足題目要求，所以滿足要求的裝置有BCD三個；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，結合裝置F的結構，氨氣應從b口進入。

(3)①根據題目敘述可知，甲醛與硫酸銨反應生成六次甲基四銨鹽離子(CH2)6N4H+和硫酸，所以反應的離子方程式為4NH4++6HCHO =(CH2)6N4H++3H++ 6H2O；②最后用標準氫氧化鈉溶液滴定反應生成的酸性物質，所以應用酚酞作指示劑，滴定終點的現象為加入最后一滴標準液時錐形瓶內溶液顏色由無色變為粉紅色且半分鐘內不褪色；③1 mol六次甲基四銨鹽離子(CH2)6N4H+消耗OH﹣的能力與1mol H+相當，所以有下列關系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，則該樣品中氮的質量分數為=