【題目】氨基磺酸鎳[Ni(H2NSO3)2]是工業(yè)電鍍鎳所必需的化工原料,某科研小組先用尿素、SO3合成中間體氨基磺酸(H2NSO3H),再用氨基磺酸、金屬鎳和雙氧水反應來合成氨基磺酸鎳。已知磺化制氨基磺酸反應原理和整個過程的流程圖如下:

①CO(NH2)2(s)+SO3(g)→H2NCONHSO3H(s) △H<0

②H2NCONHSO3H (s)+ H2SO4→2H2NSO3H (s)+ CO2

已知物質(zhì)的部分性質(zhì)如下:

物質(zhì)

溶解性

穩(wěn)定性

酸堿性

氨基磺酸

溶于水、不溶于乙醇

pH較低時發(fā)生水解生成NH4HSO4

強酸性

氨基磺酸鎳

溶于水、乙醇

高于110℃時分解

酸性

請回答

(1)操作A的名稱是_________液體1的主要成分是_______(填化學式)。

(2)“磺化”過程的溫度與產(chǎn)率的關系如下圖。溫度高于80℃時氨基磺酸的產(chǎn)率會降低,原因一是升高溫度平衡逆向移動,原因二是__________。

(3)寫出制備氨基磺酸鎳的化學方程式____________________。

(4)寫出固體2洗滌的操作過程___________________。

(5)流程圖中“天藍色溶液”需要調(diào)節(jié)pH=5~6的原因是___________

【答案】 過濾或抽濾 H2SO4 溫度過高,SO3氣體逸出加快,使反應①轉(zhuǎn)化率降低 Ni+H2O2+ 2H2NSO3H=Ni(H2NSO3)2+2H2O 關小水龍頭,向布氏漏斗中加入乙醇的水溶液至浸沒沉淀,讓其慢慢流下,重復2~3次 pH較小時氨基磺酸易發(fā)生水解,產(chǎn)物中含有NiSO4、(NH4)2SO4等雜質(zhì),醬成產(chǎn)物純度降低

【解析】(1)操作A是用來分離固體和液體,名稱是過濾或抽濾;根據(jù)方程式①CO(NH2)2(s)+SO3(g)→H2NCONHSO3H(s) 和②H2NCONHSO3H (s)+ H2SO4→2H2NSO3H (s)+ CO2↑可知通過操作A后得到的液體1的主要成分是H2SO4。答案為:過濾或抽濾 、 H2SO4

(2)磺化步驟中所發(fā)生的反應為:

CO(NH22(s)+SO3(g)H2NCONHSO3H(s)H<0

H2NCONHSO3H+H2SO42H2NSO3H+CO2↑, “磺化過程若溫度高于80℃,氨基磺酸的產(chǎn)率會降低,原因是溫度越高,三氧化硫氣體逸出速率加快,且CO(NH22(s)+SO3(g)H2NCONHSO3H(s)是放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,從而抑制氨基磺酸的產(chǎn)率。答案為溫度過高,SO3氣體逸出加快,使反應①轉(zhuǎn)化率降低

(3)氨基磺酸與鎳粉和雙氧水反應可以制得氨基磺酸鎳,化學方程式是Ni+H2O2+ 2H2NSO3H=Ni(H2NSO3)2+2H2O答案為:Ni+H2O2+ 2H2NSO3H=Ni(H2NSO3)2+2H2O

(4)根據(jù)表中已知物質(zhì)的部分性質(zhì)可知:氨基磺酸溶于水、不溶于乙醇,可以選擇用乙醇洗滌。洗滌固體2的操作是:關小水龍頭,向布氏漏斗中加入乙醇的水溶液至浸沒沉淀,讓其慢慢流下,重復2~3次。答案為:關小水龍頭,向布氏漏斗中加入乙醇的水溶液至浸沒沉淀,讓其慢慢流下,重復2~3次

(5)根據(jù)表中已知物質(zhì)的部分性質(zhì)可知:氨基磺酸在pH較低時易發(fā)生水解 ,使產(chǎn)物的純度降低,因此需要調(diào)節(jié)pH。答案為:pH較小時氨基磺酸易發(fā)生水解,產(chǎn)物中含有NiSO4、(NH4)2SO4等雜質(zhì),使產(chǎn)物純度降低。

練習冊系列答案
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已知以下信息:

,R-ClR—COOH,其中R表示烴基;

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③F為七元環(huán)狀化合物。

回答下列問題:

(1)A中含有的官能團名稱為________;1molA完全燃燒消耗O2________mol.

(2)判斷反應類型:反應_________;反應_________。

(3)E的結構簡式為_________;F的結構簡式為_________

(4)B生成C的化學方程式為_________。

(5)請寫出滿足下列條件的D2種鏈狀同分異構體的結構簡式: _________

可發(fā)生水解反應;②核磁共振氫譜顯示有兩組峰,且峰面積之比為1:3。

(6)利用該合成路線中的有關信息,寫出以乙醇為初始原料,其他無機試劑任選,制備有機化合物CH2=CHCOOH的合成路線流程圖:(流程圖示例:CH3CH2OHH2C=CH2BrH2C—CH2Br)________________

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