Question

11．氨基甲酸銨（H₂NCOONH₄）是一種易分解、易水解的白色固體，可用于化肥、滅火劑、洗滌劑等．某化學(xué)興趣小組模擬工業(yè)原理制備氨基甲酸銨：
反應(yīng)式：2NH₃ （g）+CO₂ （g）?H₂NCOONH₄△H＜0
（1）如果使用如圖1所示的裝置制取NH₃，你所選擇的試劑是濃氨水與氫氧化鈉固體（CaO、堿石灰）等．

（2）制備氨基甲酸銨的裝置如圖2．把氨和二氧化碳通入四氯化碳中，不斷攪拌混合，生成的氨基甲酸銨小晶體懸浮在四氯化碳中，當(dāng)懸浮物較多時，停止制備：（注：四氯化碳與液體石蠟均為惰性介質(zhì)．）
①發(fā)生器用冰水冷卻的原因是降低溫度，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，液體石蠟鼓泡瓶的作用是調(diào)節(jié)NH₃與CO₂通入比例，發(fā)生反應(yīng)的儀器名稱是三頸燒瓶．
②從反應(yīng)后的混合物中過濾分離出產(chǎn)品．為了得到干燥產(chǎn)品，應(yīng)采取的方法是c （選填序號）
a．常壓加熱烘干      b．高壓加熱烘干      c．真空40℃以下烘干
（3）尾氣有污染，可用稀硫酸溶液吸收處理．
（4）取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨錢樣品1.1730g，用足量石灰水充分處理后，使碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，過濾、洗滌、干燥，測得質(zhì)量為1.500g．樣品中氨基甲酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%．[己知Mr（H₂NCOONH₄）=78，Mr（NH₄HCO₃）=79，Mr（CaCO₃）=100]．

Answer 1

分析 利用濃氨水與氫氧化鈉固體制備氨氣，再將氨氣和二氧化碳通入四氯化碳中，不斷攪拌混合生成氨基甲酸銨，因反應(yīng)是放熱反應(yīng)，為了防止產(chǎn)物因溫度高分解及提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，選擇利用冰水進(jìn)行水浴降溫，
（1）裝置1是利用分液漏斗滴入液體溶解錐形瓶中的固體，利用溶解放熱使氨水分解生成氨氣；
（2）①反應(yīng)是放熱反應(yīng)降溫平衡正向進(jìn)行，液體石蠟鼓泡瓶的主要作用是控制反應(yīng)進(jìn)行程度，控制氣體流速和原料氣體的配比；
②生成的氨基甲酸銨小晶體懸浮在四氯化碳中，利用過濾得到的氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，易分解，應(yīng)選擇低溫干燥；
（3）尾氣為氨氣，可與稀硫酸反應(yīng)；
（4）碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品中，使碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，依據(jù)碳元素守恒和混合物質(zhì)量計(jì)算物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）把濃氨水滴入到固體氧化鈣或氫氧化鈉，在溶解過程中放熱使?jié)獍彼�分解生成氨氣�?br />故答案為：濃氨水與氫氧化鈉固體（CaO、堿石灰）等；
（2）①反應(yīng)2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）+Q，是放熱反應(yīng)，降溫平衡正向進(jìn)行，溫度升高；發(fā)生器用冰水冷卻提高反應(yīng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化率，防止生成物溫度過高分解，液體石蠟鼓泡瓶的作用是控制反應(yīng)進(jìn)行程度，控制氣體流速和原料氣體的配比，發(fā)生反應(yīng)的儀器名稱是三頸燒瓶，
故答案為：降低溫度，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；通過觀察氣泡，調(diào)節(jié)NH₃與CO₂通入比例；三頸燒瓶；
②生成的氨基甲酸銨小晶體懸浮在四氯化碳中，利用過濾得到的氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，易分解、不能加熱烘干，應(yīng)在真空40℃以下烘干，故答案為：c；
（3）尾氣為氨氣，可與稀硫酸反應(yīng)，可用稀硫酸吸收，故答案為：稀硫酸；
（4）取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品11.73g，用足量石灰水充分處理后，使碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，過濾、洗滌、干燥，測得質(zhì)量為15.00g，碳酸鈣的物質(zhì)的量為0.15mol，設(shè)樣品中氨基甲酸銨物質(zhì)的量為x，碳酸氫銨物質(zhì)的量為y，依據(jù)碳元素守恒得到；
x+y=0.15
78x+79y=11.73
解得x=0.12mol
y=0.03mol
則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.12mol×78g/mol}{11.73g}$×100%=80%，故答案為：80%．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，為高考常見題型，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力，注意把握氨氣的制備方法，氨基甲酸的制備實(shí)驗(yàn)裝置分析判斷，實(shí)驗(yàn)基本操作，混合物分離的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，有關(guān)混合物的計(jì)算，題目難度中等．