Question

氨基磺酸（H₂NSO₃H）是一元固体强酸，溶于水和液氨，不溶于乙醇．在工业上用作酸性清洗剂、阻燃剂、磺化剂．用尿素[CO（NH₂）₂]和发烟硫酸（溶有SO₃的硫酸）为原料合成氨基磺酸的路线如下：

（1）重结晶用10%～12%的硫酸作溶剂而不用水作溶剂的原因是______．
（2）“磺化”步骤中所发生的反应为：
①CO（NH₂）₂（s）+SO₃（g）?H₂NCONHSO₃H（s）△H＜0
②H₂NCONHSO₃H+H₂SO₄?2H₂NSO₃H+CO₂↑
“磺化“过程应控制反应温度75～80℃，若温度高于80℃，氨基磺酸的产率会降低，原因是______．
（3）测定产品中氨基磺酸纯度的方法如下：称取7.920g产品配成l000mL待测液，量取25.00mL待测液于锥形瓶中，加入2mL 0.2mol?L^-1稀盐酸，用淀粉碘化钾试剂作指示剂，逐滴加入0.080mol?L^-1NaNO₂溶液，当溶液恰好变蓝时，消耗NaNO₂溶液25.00mL，此时氨基磺酸恰好被完全氧化成N₂，NaNO₂的还原产物也为N₂．
①写出氨基磺酸与NaNO₂溶液反应的化学方程式______．
②产品中氨基磺酸的质量分数为______．
（4）以酚酞为指示剂，用NaOH进行酸碱中和滴定也能测定产品中氨基磺酸的纯度，测定结果通常比NaNO₂法偏高，原因是氨基磺酸中混有______杂质．

Answer 1

解：（1）反应H₂NCONHSO₃H+H₂SO₄?2H₂NSO₃H+CO₂↑是可逆反应，硫酸浓度增大，平衡向正反应方向移动，所以能抑制氨基磺酸的溶解，
故答案为：氨基磺酸在硫酸溶液中的溶解度比在水中的溶解度小；
（2）温度越高，三氧化硫气体逸出速率加快，且CO（NH₂）₂（s）+SO₃（g）?H₂NCONHSO₃H（s）是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，从而抑制氨基磺酸的产率，
故答案为：温度高，SO₃气体逸出加快，使反应①转化率降低．温度高，反应①平衡向逆反应方向移动；
（3）①氨基磺酸与NaNO₂溶液反应的化学方程式：H₂NSO₃H+NaNO₂=NaHSO₄+N₂↑+H₂O，故答案为：H₂NSO₃H+NaNO₂=NaHSO₄+N₂↑+H₂O；
②当溶液变蓝色时，说明H₂NSO₃H恰好完全反应，氨基磺酸和亚硝酸钠的反应方程式为：H₂NSO₃H+NaNO₂=NaHSO₄+N₂↑+H₂O，
根据方程式知，n （H₂NSO₃H）=n（NaNO₂）=25.00×l0^-3×0.08000 mol?L^-1=2.000×l0^-3 mol，
ω（H₂NSO₃H）=×100%=98.0%，
故答案为：98.0%；
（4）用氢氧化钠测定氨基磺酸的纯度，测定结果通常比NaNO₂法偏高，说明还有其它物质和氢氧化钠反应，能和氢氧化钠反应的物质是硫酸，故答案为：硫酸．
分析：（1）根据溶质在不同溶剂中的溶解度大小分析；
（2）温度越高，三氧化硫的逸出速率越大，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
（3）当溶液变蓝色时，说明H₂NSO₃H恰好完全反应，根据H₂NSO₃H和NaNO₂之间的关系式计算H₂NSO₃H的物质的量，再根据质量分数公式进行计算；
（4）用氢氧化钠测定氨基磺酸的纯度，测定结果通常比NaNO₂法偏高，说明还有其它物质和氢氧化钠反应．
点评：本题考查测定物质的含量、化学平衡等知识点，会根据题给信息进行分析解答是解本题关键，难度较大．