Question

氨基磺酸（H₂NSO₃H）是一元固體強(qiáng)酸，溶于水和液氨，不溶于乙醇，在工業(yè)上用作酸性清洗劑、阻燃劑、磺化劑等．用尿素和發(fā)煙硫酸（溶有SO₃的硫酸）為原料合成氨基磺酸的路線如下：

（1）重結(jié)晶用10%～12%的硫酸作溶劑而不用水作溶劑的原因是：

 

．
（2）“磺化”步驟中所發(fā)生的反應(yīng)為：
①CO（NH₂）₂（s）+SO₃（g）?H₂NCONHSO₃H（s）△H＜0
②H₂NCONHSO₃H+H₂SO₄?2H₂NSO₃H+CO₂↑
“磺化”過程應(yīng)控制反應(yīng)溫度為75～80℃，若溫度高于80℃，氨基磺酸的產(chǎn)率會降低，原因是

 

．
（3）測定產(chǎn)品中氨基磺酸純度的方法如下：稱取7.92g 產(chǎn)品配成1000mL待測液，量取25.00mL待測液于錐形瓶中，加入2mL 0.2mol?L^-1稀鹽酸，用淀粉碘化鉀試劑作指示劑，逐滴加入0.08mol?L^-1NaNO₂溶液，當(dāng)溶液恰好變藍(lán)時，消耗NaNO₂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以酚酞為指示劑，用NaOH進(jìn)行酸堿中和滴定也能測定產(chǎn)品中氨基磺酸的純度，測定結(jié)果通常比NaNO₂法偏高，原因是氨基磺酸中混有

 

雜質(zhì)．
②上述滴定反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

．
③試求產(chǎn)品中氨基磺酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計算過程）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)溶質(zhì)在不同溶劑中的溶解度大小分析，抑制氨基磺酸的電離；
（2）溫度越高，三氧化硫的逸出速率越大，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；
（3）①用氫氧化鈉測定氨基磺酸的純度，測定結(jié)果通常比NaNO₂法偏高，說明還有其它物質(zhì)和氫氧化鈉反應(yīng)；
②當(dāng)溶液變藍(lán)色時，說明H₂NSO₃H恰好完全反應(yīng)；
③根據(jù)H₂NSO₃H和NaNO₂之間的關(guān)系式計算H₂NSO₃H的物質(zhì)的量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行計算．

解答：解：（1）反應(yīng)H₂NCONHSO₃H+H₂SO₄?2H₂NSO₃H+CO₂↑是可逆反應(yīng)，硫酸濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，所以能抑制氨基磺酸的溶解，
故答案為：氨基磺酸在硫酸溶液中的溶解度比在水中的溶解度��；
（2）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(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，從而抑制氨基磺酸的產(chǎn)率；
故答案為：溫度高，SO₃氣體逸出加快，使反應(yīng)①轉(zhuǎn)化率降低；
（3）①用氫氧化鈉測定氨基磺酸的純度，測定結(jié)果通常比NaNO₂法偏高，說明還有其它物質(zhì)和氫氧化鈉反應(yīng)，能和氫氧化鈉反應(yīng)的物質(zhì)是硫酸，
故答案為：硫酸；
②氨基磺酸與NaNO₂溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：H₂NSO₃H+NaNO₂═NaHSO₄+N₂↑+H₂O，
故答案為：H₂NSO₃H+NaNO₂═NaHSO₄+N₂↑+H₂O；
③當(dāng)溶液變藍(lán)色時，說明H₂NSO₃H恰好完全反應(yīng)，氨基磺酸和亞硝酸鈉的反應(yīng)方程式為：H₂NSO₃H+NaNO₂═NaHSO₄+N₂↑+H₂O，
根據(jù)方程式知，化學(xué)方程式計算或?qū)懗鲫P(guān)系式H₂NSO₃H～NaNO₂
n （H₂NSO₃H）=n（NaNO₂）=25.00×l0^-3×0.08000 mol?L^-1=2.000×l0^-3 mol，
ω（H₂NSO₃H）=

2.000×10-3mol×97g/mol

7.920g× 25.00ml 1000ml

×100%=98.0%，
故答案為：98.0%．

點評：本題考查測定物質(zhì)的含量、化學(xué)平衡等知識點，會根據(jù)題給信息進(jìn)行分析解答是解本題關(guān)鍵，難度較大．