Question

7．三聚氰胺（化学式：C₃N₆H₆）是一种重要有机化工原料．下图是我国科技工作者研制的以尿素为原料生产三聚氰胺的工艺--“常压气相一步法联产纯碱新技术”：

已知：以尿素为原料生产三聚氰胺的原理是：6CO（NH₂）₂$\stackrel{一定条件下}{→}$C₃N₆H₆+6NH₃+3CO₂
请回答：
（1）尿素的结构式为
（2）已知：产品1是本工艺的主产品，产品2是副产品，X为循环使用的物质，产品3为纯碱．写出各主要成份的化学式：产品1C₃N₃H₆产品2NH₄ClXCO₂
（3）联氨系统沉淀池中发生的化学反应方程式为：CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NH₄Cl+NaHCO₃↓
（4）为了使母液中析出更多的产品2，常用的方法是A、D
A、加入固体NaCl  B、加入固体NaHCO₃  C、通入CO₂气体  D、通入NH₃
（5）若生产过程中有4%的尿素损耗，每吨尿素理论上可得副产品纯碱0.848吨（精确到0.001）

Answer 1

分析 （1）尿素（CO（NH₂）₂）分子中碳和氧原子间共用2对电子，碳原子和氢原子、氮原子之间共用一对电子；
（2）根据反应原理6CO（NH₂）₂ $\stackrel{一定条件下}{→}$C₃N₆H₆+6NH₃+3CO₂及生产流程完成；
（3）联氨系统沉淀池中，加入饱和食盐水和二氧化碳，大大降低了碳酸氢钠的溶度积，析出碳酸氢钠晶体；
（4）根据反应方程式CO₂+NH₃+NaCl+H₂O→NH₄Cl+NaHCO₃ 进行判断；
（5）设出二氧化碳的物质的量，然后根据反应原理计算出纯碱的质量．

解答 解：（1）尿素的分子CO（NH₂）₂中含有两个氮原子、1个氧原子、4个氢原子，碳和氧原子间共用2对电子，碳原子和氢原子、氮原子之间共用一对电子，结构式为：，故答案为：；
（2）根据生产流程，分离器中分离出产品1为三聚氰胺（C₃N₃H₆）；联氨系统沉淀池中加入饱和食盐水和二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体，母液主要是氯化铵溶液，利用母液得到产品2氯化铵；X是能够循环利用的二氧化碳，
故答案为：C₃N₃H₆；NH₄Cl；CO₂；
（3）由于联氨系统沉淀池中，加入饱和食盐水和二氧化碳，大大降低了碳酸氢钠的溶度积，析出碳酸氢钠晶体，所以联氨系统沉淀池中发生的化学反应方程式为：
CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NH₄Cl+NaHCO₃↓，
故答案为：CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
（4）要从母液中析出更多的碳酸氢钠，根据反应CO₂+NH₃+NaCl+H₂O→NH₄Cl+NaHCO₃，可以向溶液中加入氯化钠或者通入二氧化碳气体，
故答案为：A、D；
（5）设生成nmol二氧化碳
根据反应6CO（NH₂）₂ $\stackrel{一定条件下}{→}$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，
由于氨气与二氧化碳的物质的量是2：1，反应CO₂+NH₃+NaCl+H₂O→NH₄Cl+NaHCO₃ 中二氧化碳和氨气物质的量是1：1，氨气过量，所以应该按照二氧化碳的量计算生成纯碱的质量；根据反应CO₂+NH₃+NaCl+H₂O→NH₄Cl+NaHCO₃ 及碳原子守恒，生成纯碱的物质的量就等于尿素反应生成的二氧化碳的物质的量，纯碱的质量为：106×8=848g=0.848t，
故答案为：0.848．

点评 本题考查了合成三聚氰胺的方法，涉及的知识点较多、综合性较强，考查同学们灵活运用所学知识进行分析问题、解决问题的能力，注重了对知识的综合运用和迁移能力考查，题目难度中等．