Question

【题目】1828年，德国化学家弗里德里希·维勒首次使用(NH4)2SO4与氰酸钾KCNO人工合成了尿素CO(NH2)2，打破了有机化合物的"生命力"学说。

（1） (NH4)2SO4与KCNO合成尿素反应的化学方程式为____________。

（2）某小组同学在实验室条件下，拟用CO2和NH3，在催化剂的作用下合成尿素。

①用CO2和NH3合成尿素 CO(NH2)2反应的化学方程式为____________。

②实验所需的CO2可用多种装置来制备，要想达到“随开随用、随关随停”的目的，下列装置A、B、C、D、E中符和要求的有____________（填字母）。

③若用F装置收集氨气，则气体应由导管口____________（填“a”或“b”）进入。

（3）尿素样品中氮含量可以用甲醛法标定，其原理如下：首先用浓硫酸分解试样，使试液中的胺生成硫酸铵并放出二氧化碳；将过量的硫酸中和后得到中性铵盐，再用甲醛（HCHO）与硫酸铵作用生成六次甲基四铵盐离子(CH2)6N4H+和硫酸；最后用标准氢氧化钠溶液滴定。

①甲醛与硫酸铵反应的离子方程式为____________；

②滴定选用的指示剂为____________。滴定终点的现象为____________。

③若称取样品m g，溶解后配成250mL溶液。取25.00mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，加入10mL w%的甲醛溶液，充分反应后，加入1～2滴指示剂，用浓度为a mol/L的NaOH标准溶液滴定至终点（已知滴定时，1 mol六次甲基四铵盐离子(CH2)6N4H+消耗OH﹣的能力与1mol H+相当）。重复2次，消耗NaOH标准溶液的体积平均值为b mL。则该样品中氮的质量分数为____________。

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 加入最后一滴标准液时锥形瓶内溶液颜色变浅红色且半分钟内不褪色

【解析】(1) (NH4)2SO4与KCNO合成尿素的化学方程式为(NH4)2SO4+2KCNO=2CO(NH2)2+K2SO4

(2) ①用CO2和NH3合成尿素的化学方程式为CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O；②制备CO2所需装置有多种，要想达到“随开随用、随关随停”的目的可选用BCD。A装置当关闭弹簧夹后，气体不能把液体排出，反应不能停止，且随着气压增大，有爆炸事故发生的可能，B装置当关闭弹簧夹后，气体将液体压入长颈漏斗内，使固体与液体分离而停止反应，C装置关闭活塞后，气体将液体压入烧杯内，使固体与液体分离而停止反应，D装置当关闭活塞后，气体将液体从U型管右边压到左边，使固体与液体分离而停止反应，E装置当关闭分液漏斗活塞后，反应不能立即停止，不能满足题目要求，所以满足要求的装置有BCD三个；③由于氨气的密度小于空气，且极易溶于水，所以只能用向下排气法收集，结合装置F的结构，氨气应从b口进入。

(3)①根据题目叙述可知，甲醛与硫酸铵反应生成六次甲基四铵盐离子(CH2)6N4H+和硫酸，所以反应的离子方程式为4NH4++6HCHO =(CH2)6N4H++3H++ 6H2O；②最后用标准氢氧化钠溶液滴定反应生成的酸性物质，所以应用酚酞作指示剂，滴定终点的现象为加入最后一滴标准液时锥形瓶内溶液颜色由无色变为粉红色且半分钟内不褪色；③1 mol六次甲基四铵盐离子(CH2)6N4H+消耗OH﹣的能力与1mol H+相当，所以有下列关系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，则该样品中氮的质量分数为=