Question

【题目】尿素[CO(NH2)2] 是一种重要的氮肥，在工农业生产中广泛应用。

(1)工业制备尿素的反应2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)。温度为TK时，将68gNH3和88gCO2充入容积为100L的恒容密闭容器中，发生上述反应。测得平衡时CO2和H2O(g)物质的量相等。下列叙述正确的是____________。

a．平衡时，NH3的浓度为0.02 molL1

b．当v(NH3)正=2v(H2O)逆时，反应达到平衡状态

c．若在恒温恒压条件下充入稀有气体，平衡发生正向移动

d．加入适当的催化剂可提高CO2的转化率

(2)尿素溶于水缓慢水解产生碳酸铵，碳酸铵溶液显碱性，原因是___________；碳酸铵溶液中离子浓度由大到小的顺序为_____________；如果将一定浓度的碳酸铵溶液加入到相同浓度的稀BaCl2和ZnCl2混合液中，首先析出的沉淀是__________。(已知Ksp(BaCO3)=5.1×10－9mol2L－2，Ksp(ZnCO3)=1.4×10－11 mol2L－2)

(3)用甲醛法可以间接测定尿素含氮量。尿素通过处理转化为铵盐，甲醛与NH4+作用，其反应如下：4NH4＋＋6HCHO=(CH2)6N4H＋＋3H＋＋6H2O。所生成的H+和(CH2)6N4H＋都可与NaOH溶液反应，用NaOH标准溶液滴定时采用酚酞作指示剂。

称取Wg尿素样品，经转化后得到1000mL溶液，量取25.00mL放入锥形瓶中，滴加2滴酚酞，用0.1000molL－1NaOH标准溶液滴定，滴定至终点时，消耗碱液体积20.50mL。

① 滴定至终点的现象是__________________________。

② 该尿素样品的纯度为__________________________。

Answer 1

【答案】ab 碳酸根离子水解（显碱性）程度大于铵根离子水解（显酸性） c(NH4+)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(H+) ZnCO3 当滴加最后一滴NaOH溶液，锥形瓶中液体出现浅红色，半分钟内不褪去(不立即褪去) 2.46/W×100%

【解析】

利用三段式计算平衡组成、判断平衡状态及分析外因对化学平衡的影响；根据溶液的酸碱性判断水解程度的大小并比较离子浓度，根据Ksp数据分析沉淀的先后；运用中和滴定原理分析滴定终点现象，并由关系式计算样品纯度。

(1)68gNH3、88gCO2的物质的量分别是4mol、2mol，设转化的CO2物质的量为x。

T K、100L 2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)

起始/mol： 4 2 0 0

转化/mol： 2x x x x

平衡/mol： 4-2x 2-x x x

因平衡时CO2和H2O(g)物质的量相等，即2-x＝x，得x＝1。

a．平衡时，NH3的浓度为(4-2x)mol÷100L=0.02 molL1；

b．v(NH3)正=2v(H2O)逆，即不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，反应达到平衡状态；

c．在恒温恒压条件下充入稀有气体，相当于减小平衡体系的压强，使平衡逆向移动；

d．催化剂不能使化学平衡发生移动，不能提高CO2的转化率。

正确的是ab。

(2)碳酸铵溶于水完全电离①：(NH4)2CO3＝2NH4++CO32－，NH4+水解②：NH4++H2ONH3·H2O+H+，CO32－以第一步水解为主③：CO32－+H2OHCO3－+OH－。碳酸根离子水解程度大于铵根离子水解程度，使溶液呈碱性。据①得c(NH4+)＞c(CO32－)，据③和水电离得c(OH－)＞c(HCO3－)，由溶液呈碱性知c(H+)最小，故c(NH4+)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(H+)。浓度相同的稀BaCl2和ZnCl2混合液中加入碳酸铵溶液时，因Ksp(ZnCO3)<Ksp(BaCO3)，故先析出ZnCO3沉淀。

(3)尿素转化为铵盐、与甲醛作用后溶液呈酸性，滴入酚酞后溶液无色。随着NaOH标准溶液的加入，溶液的pH增大，当滴加最后一滴NaOH溶液，锥形瓶中液体出现浅红色，且半分钟内不褪去(不立即褪去)，即为滴定终点。

据2CO(NH2)2~2(NH4)2CO3~(CH2)6N4H＋＋3H＋~4NaOH

n[CO(NH2)2]=n(NaOH)=×0.1000molL－1×20.50×10-3L=1.025×10-3mol，

尿素样品的纯度=×100%=×100%。