Question

7．三聚氰胺（化學(xué)式：C₃N₆H₆）是一種重要有機(jī)化工原料．下圖是我國科技工作者研制的以尿素為原料生產(chǎn)三聚氰胺的工藝--“常壓氣相一步法聯(lián)產(chǎn)純堿新技術(shù)”：

已知：以尿素為原料生產(chǎn)三聚氰胺的原理是：6CO（NH₂）₂$\stackrel{一定條件下}{→}$C₃N₆H₆+6NH₃+3CO₂
請(qǐng)回答：
（1）尿素的結(jié)構(gòu)式為
（2）已知：產(chǎn)品1是本工藝的主產(chǎn)品，產(chǎn)品2是副產(chǎn)品，X為循環(huán)使用的物質(zhì)，產(chǎn)品3為純堿．寫出各主要成份的化學(xué)式：產(chǎn)品1C₃N₃H₆產(chǎn)品2NH₄ClXCO₂
（3）聯(lián)氨系統(tǒng)沉淀池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NH₄Cl+NaHCO₃↓
（4）為了使母液中析出更多的產(chǎn)品2，常用的方法是A、D
A、加入固體NaCl  B、加入固體NaHCO₃  C、通入CO₂氣體  D、通入NH₃
（5）若生產(chǎn)過程中有4%的尿素?fù)p耗，每噸尿素理論上可得副產(chǎn)品純堿0.848噸（精確到0.001）

Answer 1

分析 （1）尿素（CO（NH₂）₂）分子中碳和氧原子間共用2對(duì)電子，碳原子和氫原子、氮原子之間共用一對(duì)電子；
（2）根據(jù)反應(yīng)原理6CO（NH₂）₂ $\stackrel{一定條件下}{→}$C₃N₆H₆+6NH₃+3CO₂及生產(chǎn)流程完成；
（3）聯(lián)氨系統(tǒng)沉淀池中，加入飽和食鹽水和二氧化碳，大大降低了碳酸氫鈉的溶度積，析出碳酸氫鈉晶體；
（4）根據(jù)反應(yīng)方程式CO₂+NH₃+NaCl+H₂O→NH₄Cl+NaHCO₃ 進(jìn)行判斷；
（5）設(shè)出二氧化碳的物質(zhì)的量，然后根據(jù)反應(yīng)原理計(jì)算出純堿的質(zhì)量．

解答 解：（1）尿素的分子CO（NH₂）₂中含有兩個(gè)氮原子、1個(gè)氧原子、4個(gè)氫原子，碳和氧原子間共用2對(duì)電子，碳原子和氫原子、氮原子之間共用一對(duì)電子，結(jié)構(gòu)式為：，故答案為：；
（2）根據(jù)生產(chǎn)流程，分離器中分離出產(chǎn)品1為三聚氰胺（C₃N₃H₆）；聯(lián)氨系統(tǒng)沉淀池中加入飽和食鹽水和二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體，母液主要是氯化銨溶液，利用母液得到產(chǎn)品2氯化銨；X是能夠循環(huán)利用的二氧化碳，
故答案為：C₃N₃H₆；NH₄Cl；CO₂；
（3）由于聯(lián)氨系統(tǒng)沉淀池中，加入飽和食鹽水和二氧化碳，大大降低了碳酸氫鈉的溶度積，析出碳酸氫鈉晶體，所以聯(lián)氨系統(tǒng)沉淀池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：
CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NH₄Cl+NaHCO₃↓，
故答案為：CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
（4）要從母液中析出更多的碳酸氫鈉，根據(jù)反應(yīng)CO₂+NH₃+NaCl+H₂O→NH₄Cl+NaHCO₃，可以向溶液中加入氯化鈉或者通入二氧化碳?xì)怏w，
故答案為：A、D；
（5）設(shè)生成nmol二氧化碳
根據(jù)反應(yīng)6CO（NH₂）₂ $\stackrel{一定條件下}{→}$C₃N₆H₆+6NH₃+3CO₂，
         6×60                          3mol
       1t（1-4%）                        n
n（CO₂）=$\frac{1}{2}$×n[CO（NH₂）₂]=0.5×$\frac{1×1{0}^{3}（1-4%）}{60}$=8mol，
由于氨氣與二氧化碳的物質(zhì)的量是2：1，反應(yīng)CO₂+NH₃+NaCl+H₂O→NH₄Cl+NaHCO₃ 中二氧化碳和氨氣物質(zhì)的量是1：1，氨氣過量，所以應(yīng)該按照二氧化碳的量計(jì)算生成純堿的質(zhì)量；根據(jù)反應(yīng)CO₂+NH₃+NaCl+H₂O→NH₄Cl+NaHCO₃ 及碳原子守恒，生成純堿的物質(zhì)的量就等于尿素反應(yīng)生成的二氧化碳的物質(zhì)的量，純堿的質(zhì)量為：106×8=848g=0.848t，
故答案為：0.848．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了合成三聚氰胺的方法，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，考查同學(xué)們靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析問題、解決問題的能力，注重了對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用和遷移能力考查，題目難度中等．