Question

【題目】CS(NH2)2(硫脲，白色而有光澤的晶體，溶于水，20℃時溶解度為13.6g；在150 ℃時轉變成 NH4SCN)是用于制造藥物、染料、金屬礦物的浮選劑等的原料。某化學實驗小組同學用Ca(HS)2與CaCN2(石灰氮)合成硫脲并探究其性質

(1)制備Ca(HS)2溶液，所用裝置如圖(已知酸性：H2CO3＞H2S)：

①裝置a中反應發生的操作為 ______________________________________；裝置b中盛放的試劑是__________________ 。

②裝置c中的長直導管的作用是____________________________________，三頸燒瓶中通入CO2 不能過量，原因是 ______________________________ 。

(2)制備硫脲：將CaCN2與Ca(HS)2溶液混合，加熱至80℃時，可合成硫脲，同時生成一種常見的堿，合適的加熱方式是___________________________；該反應的化學方程式為___________________________________________________________________。

(3)探究硫脲的性質：

①取少量硫脲溶于水并加熱，驗證有NH4SCN生成，可用的試劑是_____________(填化學式，下同)

②向盛有少量硫脲的試管中加入NaOH溶液，有NH3放出，檢驗該氣體的方法為 __________________________________________________。

③可用酸性KMnO4溶液滴定硫脲，已知MnO4- 被還原為Mn2＋，CS(NH2)2被氧化為CO2、N2及SO42— ，該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為_____________。

Answer 1

【答案】打開裝置a、b 之間的活塞 飽和 NaHCO3 溶液 作安全導管，避免燒瓶內壓強過大 CO2過量會使產物CaCO3轉化為Ca(HCO3)2,不利于與 Ca(HS)2分離 熱水浴 2CaCN2 + Ca(HS)2+ 6H2O 2CS(NH2)2 + 3Ca(OH)2 FeCl3 用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若變藍則為NH3 14:5

【解析】

(1)①裝置a中，需防止啟普發生器內正壓力的形成，所以應打開活塞，反應發生的操作為打開裝置a、b 之間的活塞；裝置b中盛放的試劑，應能除去CO2中混入的HCl，同時又不吸收CO2，所以應加入飽和NaHCO3溶液。答案為：打開裝置a、b 之間的活塞；飽和 NaHCO3 溶液；

②當裝置c中壓力過大時，可通過調節c中的液體量來調節壓強，所以長直導管的作用是作安全導管，避免燒瓶內壓強過大；實驗目的是制取Ca(HS)2，既要考慮生成量，又要考慮分離，因為Ca(HS)2、CaCO3都能與碳酸反應，所以三頸燒瓶中通入CO2 不能過量，原因是 CO2過量會使產物CaCO3轉化為Ca(HCO3)2，不利于與Ca(HS)2分離。 答案為：作安全導管，避免燒瓶內壓強過大；CO2過量會使產物CaCO3轉化為Ca(HCO3)2，不利于與 Ca(HS)2分離；

(2)將CaCN2與Ca(HS)2溶液混合，加熱至80℃時，可合成硫脲，同時生成Ca(OH)2，因為溫度不高于100℃且需控制，所以合適的加熱方式是熱水浴；該反應的化學方程式為2CaCN2 + Ca(HS)2+ 6H2O 2CS(NH2)2 + 3Ca(OH)2。答案為：熱水浴；2CaCN2 + Ca(HS)2+ 6H2O 2CS(NH2)2 + 3Ca(OH)2；

(3)①驗證NH4SCN時，既可驗證NH4+，又可驗證SCN-，但驗證SCN-時效果更好，可用的試劑是FeCl3。答案為：FeCl3；

②檢驗NH3的方法為用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若變藍則為NH3。答案為：用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若變藍則為 NH3；

③已知MnO4- 被還原為Mn2＋，CS(NH2)2被氧化為CO2、N2及SO42- ，則發生反應的離子方程式為5CS(NH2)2+14MnO4-+32H+ =14Mn2++ 5CO2↑+5N2↑+5SO42- +26H2O，該反應中氧化劑為MnO4-，還原劑為CS(NH2)2，二者的物質的量之比為14:5。答案為：14:5。