Question

10．氨基磺酸（H₂NSO₃H）是一元固體強酸，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．用尿素[CO（NH₂）₂]和發(fā)煙硫酸（溶有SO₃的硫酸）為原料合成氨基磺酸的稀的路線如下：

（1）“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，原因是溫度高，SO₃氣體逸出加快，反應(yīng)①平衡向逆反應(yīng)方向移動，使反應(yīng)①轉(zhuǎn)化率降低；
（2）重結(jié)晶用10%～12%的硫酸作溶劑而不用水作溶劑的原因是氨基磺酸在硫酸溶液中的溶解度比在水中的溶解度��；
（3）測定產(chǎn)品中氨基磺酸純度的方法如下：稱取7.920g 產(chǎn)品配成l000mL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0.08000mol•L^-1NaNO₂溶液，當(dāng)溶液恰好變藍時，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．試求產(chǎn)品中氨基磺酸的質(zhì)量分數(shù)．（請寫出計算過程）
（4）以酚酞為指示劑，用NaOH進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硫酸雜質(zhì)．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）根據(jù)溶質(zhì)在不同溶劑中的溶解度大小分析；
（3）當(dāng)溶液變藍色時，說明H₂NSO₃H恰好完全反應(yīng)，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)量分數(shù)公式進行計算；
（4）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)．

解答 解：（1）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)，溫度高，SO₃氣體逸出加快，反應(yīng)①平衡向逆反應(yīng)方向移動，使反應(yīng)①轉(zhuǎn)化率降低，
故答案為：溫度高，SO₃氣體逸出加快，反應(yīng)①平衡向逆反應(yīng)方向移動，使反應(yīng)①轉(zhuǎn)化率降低；
（2）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�。�
（3）①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；
②當(dāng)溶液變藍色時，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，n （H₂NSO₃H）=n（NaNO₂）=25.00×l0^-3×0.08000 mol•L^-1=2.000×l0^-3 mol，
ω（H₂NSO₃H）=$\frac{2.000×10{\;}^{-3}mol×97g/mol}{7.920g×\frac{25ml}{1000ml}}$×100%=98.0%，
故答案為：98.0%；
（4）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．

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)題給信息進行分析解答是解本題關(guān)鍵，難度較大．