8.氨基甲酸銨(H2N-COONH4)是一種用途廣泛的化工原料.某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計如下所示裝置,用于合成少量氨基甲酸銨.

有關(guān)氨基甲酸銨的資料如下:
①常溫下,在干燥的空氣中穩(wěn)定,遇水或潮濕空氣則生成碳酸銨或碳酸氫銨
②熔點(diǎn)58℃,59℃時則可分解成NH3和CO2氣體
③在密封管內(nèi)加熱至120~140℃時失水生成尿素[CO(NH22]
④在酸性溶液中迅速分解
⑤合成氨基甲酸銨的反應(yīng)原理為2NH3(g)+CO2(g)?H2N-COONH4(s)
請回答下列問題:
(1)儀器A的名稱是干燥管;B中盛放的藥品是堿石灰
(2)寫出石灰石與鹽酸反應(yīng)的離子方程式:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2
(3)寫出氨基甲酸銨在密封管內(nèi)加熱至120~140℃生成尿素的化學(xué)反應(yīng)方程式:NH2COONH4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO(NH22+H2O
(4)合成氨基甲酸銨的反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行,該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H<0(填“>”“=”或“<”).
(5)有同學(xué)建議該CO2發(fā)生裝置直接改用“干冰”,你認(rèn)為他的改進(jìn)有何優(yōu)點(diǎn):無需干燥裝置簡單,低溫環(huán)境提高產(chǎn)率
(6)該實(shí)驗(yàn)裝置中明顯導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的隱患有反應(yīng)器連接導(dǎo)管過細(xì)易造成堵塞;水蒸氣可進(jìn)入反應(yīng)器使產(chǎn)品不純;CO2發(fā)生器中揮發(fā)出的HCl未經(jīng)處理進(jìn)入反應(yīng)器,會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失。

分析 濃氨水在氫氧化鈉作用下生成氨氣,氨氣在B中可用堿石灰干燥,濃鹽酸和石灰石反應(yīng)生成二氧化碳,用濃硫酸干燥,在反應(yīng)器中,一定條件下反應(yīng)生成H2N-COONH4,稀硫酸用于吸收氨氣,防止污染環(huán)境.
(1)依據(jù)圖形和作用分析儀器B為干燥管(球形干燥管),由連接的A制備氨氣可知,干燥管B中盛裝的是堿石灰;
(2)石灰石與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳和水;
(3)對比氨基甲酸銨的結(jié)構(gòu)簡式與尿素的結(jié)構(gòu)簡式可寫出反應(yīng)方程式;
(4)反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行,則△G=△H-T△S<0,由于△S<0,所以△H必須小于0;
(5)使用干冰代替CO2發(fā)生裝置的優(yōu)點(diǎn)有很多,如省去了復(fù)雜儀器的連接,使得裝置較為簡單,易于操作;由(3)可知合成氨基甲酸銨的反應(yīng)為放熱反應(yīng),故干冰創(chuàng)造的低溫環(huán)境有利于氨基甲酸銨的生成;不用對干冰進(jìn)行干燥處理;
(6)導(dǎo)管過細(xì)有可能導(dǎo)致堵塞現(xiàn)象發(fā)生;用鹽酸制備的二氧化碳?xì)怏w中混有的HCl消耗氨氣;稀硫酸、水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使產(chǎn)品不純等.

解答 解:(1)儀器B為干燥管(球形干燥管),由連接的A制備氨氣可知,干燥管B中盛裝的是堿石灰,用來干燥氨氣,
故答案為:干燥管;堿石灰;
(2)石灰石與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳和水,反應(yīng)的離子方程式為CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,故答案為:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;
(3)對比氨基甲酸銨的結(jié)構(gòu)簡式與尿素的結(jié)構(gòu)簡式,依據(jù)原子守恒得到氨基甲酸銨在密封管內(nèi)加熱至120℃-140℃生成尿素的反應(yīng)方程式為:NH2COONH4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO(NH22+H2O,
故答案為:NH2COONH4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO(NH22+H2O;
(4)反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行,則△G=△H-T△S<0,由于△S<0,所以△H必須小于0,△H<0,
故答案為:<;
(5)干冰代替CO2發(fā)生裝置的優(yōu)點(diǎn)有很多,如省去了復(fù)雜儀器的連接,使得裝置較為簡單,易于操作,無需干燥,裝置簡單;由(3)可知合成氨基甲酸銨的反應(yīng)為放熱反應(yīng),故干冰創(chuàng)造的低溫環(huán)境有利于氨基甲酸銨的生成,不用對干冰進(jìn)行干燥處理,低溫環(huán)境提高產(chǎn)率,
故答案為:無需干燥裝置簡單,低溫環(huán)境提高產(chǎn)率;
(6)從實(shí)驗(yàn)裝置可以看出導(dǎo)管過細(xì),有可能導(dǎo)致堵塞現(xiàn)象發(fā)生;用鹽酸制備的二氧化碳?xì)怏w中混有的HCl消耗氨氣;稀硫酸、水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使產(chǎn)品不純等,
故答案為:反應(yīng)器連接導(dǎo)管過細(xì)易造成堵塞;水蒸氣可進(jìn)入反應(yīng)器使產(chǎn)品不純;CO2發(fā)生器中揮發(fā)出的HCl未經(jīng)處理進(jìn)入反應(yīng)器,會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗.

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備,為高考常見題型,側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾,注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)的原理和操作方法,難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述不正確的是( 。
A.25℃,1.01×105Pa,64 g SO2中含有的原子數(shù)為3NA
B.常溫常壓下,1.06 g Na2CO3含有的Na+個數(shù)為0.02NA
C.常溫常壓下,32 g O2和O3的混合氣體所含原子數(shù)為2NA
D.含有NA個氧原子的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4 L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

6.在100mL a mol/L的AlCl3溶液中加入100mL b mol/L的NaOH溶液,試討論a、b關(guān)系不同時,溶液中所生成的沉淀質(zhì)量,填寫表格:
 a、b可能的關(guān)系生成的沉淀的質(zhì)量/g 
b≤3a  2.6b 
b≥4a0
3a<b<4a31.2a-7.8b

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.某化學(xué)課外小組用如圖所示的裝置制取溴苯.先向分液漏斗中加入苯和液溴,再將混合液慢慢滴入反應(yīng)器A(A下端活塞關(guān)閉)中.
(1)寫出A中反應(yīng)的化學(xué)方程式
(2)反應(yīng)時觀察到A中反應(yīng)液微沸并充滿紅棕色的蒸氣,產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是苯與液溴的取代反應(yīng)為放熱反應(yīng),溴易揮發(fā).
(3)除去溶于溴苯中的液溴,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時,打開A下端的活塞,讓反應(yīng)液流入B中,充分振蕩,寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式Br2+2NaOH═NaBr+NaBrO+H2O或3Br2+6NaOH═5NaBr+NaBrO3+3H2O.
(4)C中盛放CCl4的作用是除去HBr氣體中的溴蒸氣.
(5)能證明苯和液溴發(fā)生的是取代反應(yīng),而不是加成反應(yīng),可向試管D中加入紫色石蕊試液,出現(xiàn)現(xiàn)象則能證明溶液變?yōu)榧t色(或硝酸酸化的AgNO3溶液,若產(chǎn)生淡黃色沉淀).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

3.為了預(yù)防碘缺乏癥,國家規(guī)定每千克食鹽中應(yīng)含有40~50mg碘酸鉀.碘酸鉀晶體具有較高的穩(wěn)定性,但在酸性溶液中,碘酸鉀是一種較強(qiáng)的氧化劑,能跟某些還原劑反應(yīng)生成碘;在堿性溶液中,碘酸鉀能被氯氣、次氯酸等更強(qiáng)的氧化劑氧化為更高價的碘的含氧酸鹽.工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如圖所示.

(1)碘在周期表中的位置為第五周期,第ⅦA族;
(2)碘、氯酸鉀、水混合反應(yīng)時,若兩種還原產(chǎn)物所得電子的數(shù)目相同,請配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式:6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO32+5KCl+3Cl2↑;
(3)混合反應(yīng)后,用稀酸酸化的作用是促進(jìn)氯氣從反應(yīng)混合物中逸出,在稀鹽酸和稀硝酸中不能選用的酸是稀鹽酸,理由是鹽酸能還原已生成的碘酸氫鉀;
(4)試劑X的化學(xué)式為KOH,寫出用試劑X調(diào)pH的化學(xué)方程式KH(IO32+KOH=2KIO3+H2O;
(5)如果省略“酸化”、“逐氯”、“結(jié)晶①、過濾”這三步操作,直接用試劑X調(diào)整反應(yīng)混合物的pH,對生產(chǎn)碘酸鉀有什么影響?反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣跟KOH反應(yīng)生成KClO,KClO能將KIO3氧化成KIO4從而不能得到碘酸鉀.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

13.(NH42SO4是常見的化肥和化工原料,受熱易分解.某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物.
[查閱資料](NH42SO4在260℃和400℃時分解產(chǎn)物不同.
[實(shí)驗(yàn)探究]該小組擬選用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持和加熱裝置略)

實(shí)驗(yàn)1:連接裝置A-B-C-D,檢查氣密性,按圖示加入試劑(裝置B盛0.5000mol/L鹽酸70.00mL).通入N2排盡空氣后,于260℃加熱裝置A一段時間,停止加熱,冷卻,停止通入N2.品紅溶液不褪色,取下裝置B,加入指示劑,用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余鹽酸,終點(diǎn)時消耗NaOH溶液25.00mL.經(jīng)檢驗(yàn)滴定后的溶液中無SO42-
(1)儀器X的名稱是圓底燒瓶.
(2)滴定前,下列操作的正確順序是dbaec(填字母編號).
a.盛裝0.2000mol/L NaOH溶液        b.用0.2000mol/L NaOH溶液潤洗
c.讀數(shù)、記錄    d.查漏、清洗      e.排盡滴定管尖嘴的氣泡并調(diào)整液面
(3)裝置B內(nèi)溶液吸收氣體的物質(zhì)的量是0.03mol.
實(shí)驗(yàn)2:連接裝置A-D-B,檢查氣密性,按圖示重新加入試劑.通入N2排盡空氣后,于400℃加熱裝置A至(NH42SO4完全分解無殘留物,停止加熱,冷卻,停止通入N2.觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體.經(jīng)檢驗(yàn),該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有SO32-,無SO42-.進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),氣體產(chǎn)物中無氮氧化物.
(4)檢驗(yàn)裝置D內(nèi)溶液中有SO32-,無SO42-的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是取少許D溶液于試管中,加入足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入鹽酸,白色沉淀完全溶解,生成刺激性氣味的氣體,說明D內(nèi)溶液中有SO32-,無SO42-
(5)裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是NH3
(6)(NH42SO4在400℃分解的化學(xué)方程式是3(NH42SO4$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.工業(yè)上用菱錳礦(MnCO3)[含F(xiàn)eCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等雜質(zhì)]為原料制取KMnO4.其流程示意圖如下:

②金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表:
 Mn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3 Cu(OH)2
 開始沉定時 8.3 7.6 2.7 6.7
 完全沉淀時 9.8 9.6 3.79
回答下列問題:
(1)寫出濾渣1的一種工業(yè)用途:建筑材料.實(shí)驗(yàn)室模擬該流程過程中,洗滌濾渣1的具體操作方法為將沉淀放在過濾器中,水浸沒沉淀自然流下,重復(fù)2~3次.
(2)試劑a最好選用B(填選項(xiàng)字母).
A.氯水    B.高錳酸鉀
C.次氯酸鈉    D.濃鹽酸
(3)試劑b可選用CD(填選項(xiàng)字母).
A.氨水    B.稀硫酸    C.碳酸錳    D.Mn(OH)2    E.NaOH
(4)試劑c為MnS,寫出濾液2中加入MnS后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:MnS+Cu2+=Mn2++CuS
(5)用惰性電極電解硫酸錳和硫酸鉀混合溶液的方法可以制取高錳酸鉀,寫出電解時的陽極反應(yīng)式:Mn2+-5e-+4H2O=8H++MnO4-.工業(yè)上用硫酸溶解碳酸錳,而不用鹽酸溶解,其原因是氯離子放電生成有毒氣體氯氣.
(6)KMnO4是一種常用的滴定試劑,某同學(xué)用酸性高錳酸鉀溶液測定濾液1中Fe2+的含量.滴定過程中,每次均量取25.00mL的濾液1置于錐形瓶中,滴定三次平均消耗掉0.1000mol/L的KMnO4溶液20.00mL,則濾液1中Fe2+的濃度為22.4g/L(保留三位有效數(shù)字).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.鍺及其化合物被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、催化劑等領(lǐng)域.以鉛鋅礦含鍺煙塵為原料可制備GeO2,其工藝流程圖如1下.

已知:GeO2是兩性氧化物;GeCl4易水解,沸點(diǎn)86.6℃;PbO不溶于稀硫酸
(1)第①步濾渣主要成分有SiO2、PbO (填化學(xué)式),實(shí)驗(yàn)室萃取操作用到的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯.
(2)第③步萃取時,鍺的萃取率與$\frac{{V}_{水相}}{{V}_{有機(jī)相}}$(水相和有機(jī)相的體積比)的關(guān)系如圖2所示,從生產(chǎn)成本角度考慮,較適宜的$\frac{{V}_{水相}}{{V}_{有機(jī)相}}$的值為8.
(3)第④步加入鹽酸作用中和NaOH,作反應(yīng)物,抑制GeCl4水解(答兩點(diǎn)即可).
(4)第⑤步反應(yīng)的化學(xué)方程式GeCl4+(n+2)H2O=GeO2?nH2O+4HCl.
(5)檢驗(yàn)GeO2•nH2O是否洗滌干凈的操作是取最后一次洗滌液于試管中,往其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若不產(chǎn)生白色沉淀,則說明洗滌干凈.若產(chǎn)生白色沉淀,則說明未洗滌干凈.
(6)GeO2產(chǎn)品中通常混有少量SiO2.取樣品5.4g,測得其中氧原子的物質(zhì)的量為0.105mol,則該樣品中GeO2的物質(zhì)的量為0.050 mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.實(shí)驗(yàn)室欲配制2mol/L的NaOH溶液100mL,回答下列問題:
(1)配制該溶液時所需要的玻璃儀器有:燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶和膠頭滴管.
(2)下列是一些同學(xué)的操作,可能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是(填偏高、偏低、無影響)
①NaOH固體溶解后立即轉(zhuǎn)移至容量瓶偏高;
②定容時,俯視刻度線偏高;
(3)向已經(jīng)配制好的100mL的2mol/L的NaOH溶液中通入標(biāo)況下的3.36L的CO2氣體,則反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式及其物質(zhì)的量為0.05molNa2CO3;0.1molNaHCO3

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同步練習(xí)冊答案