Question

CS(NH₂)₂(硫脲，白色而有光泽的晶体，溶于水，20℃时溶解度为13.6g；在150 ℃时转变成 NH₄SCN)是用于制造药物、染料、金属矿物的浮选剂等的原料。某化学实验小组同学用Ca(HS)₂与CaCN₂(石灰氮)合成硫脲并探究其性质

(1)制备Ca(HS)₂溶液，所用装置如图(已知酸性：H₂CO₃＞H₂S)：

①装置a中反应发生的操作为 ______________________________________；装置b中盛放的试剂是__________________ 。

②装置c中的长直导管的作用是____________________________________，三颈烧瓶中通入CO₂ 不能过量，原因是 ______________________________ 。

(2)制备硫脲：将CaCN₂与Ca(HS)₂溶液混合，加热至80℃时，可合成硫脲，同时生成一种常见的碱，合适的加热方式是___________________________；该反应的化学方程式为___________________________________________________________________。

(3)探究硫脲的性质：

①取少量硫脲溶于水并加热，验证有NH₄SCN生成，可用的试剂是_____________(填化学式，下同)

②向盛有少量硫脲的试管中加入NaOH溶液，有NH₃放出，检验该气体的方法为 __________________________________________________。

③可用酸性KMnO₄溶液滴定硫脲，已知MnO₄^- 被还原为Mn^2＋，CS(NH₂)₂被氧化为CO₂、N₂及SO₄^2— ，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____________。

Answer

打开装置a、b 之间的活塞 饱和 NaHCO3 溶液 作安全导管，避免烧瓶内压强过大 CO2过量会使产物CaCO3转化为Ca(HCO3)2,不利于与 Ca(HS)2分离 热水浴 2CaCN2 + Ca(HS)2+ 6H2O 2CS(NH2)2 + 3Ca(OH)2 FeCl3 用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若变蓝则为NH3 14:5

【解析】

(1)①装置a中，需防止启普发生器内正压力的形成，所以应打开活塞，反应发生的操作为打开装置a、b 之间的活塞；装置b中盛放的试剂，应能除去CO2中混入的HCl，同时又不吸收CO2，所以应加入饱和NaHCO3溶液。答案为：打开装置a、b 之间的活塞；饱和 NaHCO3 溶液；

②当装置c中压力过大时，可通过调节c中的液体量来调节压强，所以长直导管的作用是作安全导管，避免烧瓶内压强过大；实验目的是制取Ca(HS)2，既要考虑生成量，又要考虑分离，因为Ca(HS)2、CaCO3都能与碳酸反应，所以三颈烧瓶中通入CO2 不能过量，原因是 CO2过量会使产物CaCO3转化为Ca(HCO3)2，不利于与Ca(HS)2分离。 答案为：作安全导管，避免烧瓶内压强过大；CO2过量会使产物CaCO3转化为Ca(HCO3)2，不利于与 Ca(HS)2分离；

(2)将CaCN2与Ca(HS)2溶液混合，加热至80℃时，可合成硫脲，同时生成Ca(OH)2，因为温度不高于100℃且需控制，所以合适的加热方式是热水浴；该反应的化学方程式为2CaCN2 + Ca(HS)2+ 6H2O 2CS(NH2)2 + 3Ca(OH)2。答案为：热水浴；2CaCN2 + Ca(HS)2+ 6H2O 2CS(NH2)2 + 3Ca(OH)2；

(3)①验证NH4SCN时，既可验证NH4+，又可验证SCN-，但验证SCN-时效果更好，可用的试剂是FeCl3。答案为：FeCl3；

②检验NH3的方法为用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若变蓝则为NH3。答案为：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若变蓝则为 NH3；

③已知MnO4- 被还原为Mn2＋，CS(NH2)2被氧化为CO2、N2及SO42- ，则发生反应的离子方程式为5CS(NH2)2+14MnO4-+32H+ =14Mn2++ 5CO2↑+5N2↑+5SO42- +26H2O，该反应中氧化剂为MnO4-，还原剂为CS(NH2)2，二者的物质的量之比为14:5。答案为：14:5。