Question

12．氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，易分解、極易水解，可用作肥料、滅火劑、洗滌劑等．實(shí)驗(yàn)室用如圖1所示裝置制備氨基甲酸銨，把氨氣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最浮在四氯化碳，當(dāng)懸浮物較多時(shí)，停止制備．

（1）結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)裝置，寫(xiě)出制備氨基甲酸銨的化學(xué)方程式2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）
（2）液體石蠟鼓泡瓶的作用是通過(guò)觀察氣泡，控制氣體流速和調(diào)節(jié)NH₃與CO₂通入比例．
（3）從反應(yīng)后的混合物中分離出產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)方法是過(guò)濾．
（4）氨基甲酸銨極易水解，產(chǎn)物是碳酸氫銨和一種弱堿，請(qǐng)寫(xiě)出其水解反應(yīng)方程式NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O；．某學(xué)習(xí)小組為探究其水解反應(yīng)，分別取兩份不同濃度的氨基甲酸銨溶液，繪制出c（NH₂COO^-）隨時(shí)間（t）變化的曲線如圖2所示，若A、B分別為不同溫度時(shí)測(cè)定的曲線，則A（填“A”或“B”）曲線所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度高，判斷的依據(jù)是6～20min內(nèi)曲線A中c（NH₂CCOO^-）減小量大于曲線B的，水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于水解進(jìn)行．
（5）制得的氨基甲酸按可能含有碳酸氫銨．取某氨基甲酸樣品4.69g，用足量氫氧化鋇溶液充分處理后，使碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鋇，過(guò)濾、洗滌、干燥、測(cè)得沉淀質(zhì)量為11.82g．則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為83.3%．

Answer 1

分析 （1）由題目信息可知，氨氣與二氧化碳反應(yīng)生成NH₂COONH₄；氨基甲酸胺易分解，圖中反應(yīng)裝置用冰水冷卻，防止氨基甲酸胺分解，說(shuō)明制備氨基甲酸胺的為放熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)液體石蠟瓶鼓泡瓶中氣泡控制氣體流速和原料氣體的配比；
（3）由氨基甲酸胺小晶體懸浮在四氧化碳中，可以采取過(guò)濾方法分離；
（4）氨基甲酸胺極易水解，產(chǎn)物是碳酸氫銨和一種弱堿，該弱堿為NH₃•H₂O；水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于水解進(jìn)行，對(duì)比6～20min內(nèi)c（NH₂CCOO^-）變化量越大，水解程度越大，溫度越高；
（5）生成的沉淀為碳酸鋇，根據(jù)碳原子守恒、混合物總質(zhì)量列方程各自物質(zhì)的量，再計(jì)算氨基甲酸胺的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）由題目信息可知，氨氣與二氧化碳反應(yīng)生成NH₂COONH₄，反應(yīng)方程式為：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄，
氨基甲酸胺易分解，圖中反應(yīng)裝置用冰水冷卻，防止氨基甲酸胺分解，說(shuō)明制備氨基甲酸胺的為放熱反應(yīng)，
故答案為：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄；放熱；
（2）可以根據(jù)液體石蠟瓶鼓泡瓶中氣泡，控制氣體流速和調(diào)節(jié)NH₃與CO₂通入比例，
故答案為：通過(guò)觀察氣泡，控制氣體流速和調(diào)節(jié)NH₃與CO₂通入比例；
（3）由氨基甲酸胺小晶體懸浮在四氧化碳中，可以采取過(guò)濾方法分離，
故答案為：過(guò)濾；
（4）氨基甲酸胺極易水解，產(chǎn)物是碳酸氫銨和一種弱堿，該弱堿為NH₃•H₂O，反應(yīng)方程式為：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O；
6～20min內(nèi)曲線A中c（NH₂CCOO^-）減小量大于曲線B的，水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于水解進(jìn)行，故曲線A的溫度高于曲線B的，
故答案為：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O；A；6～20min內(nèi)曲線A中c（NH₂CCOO^-）減小量大于曲線B的，水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于水解進(jìn)行；
（5）生成的沉淀為碳酸鋇，其物質(zhì)的量為：$\frac{11.82g}{197g/mol}$=0.06mol，
氨基甲酸銨物質(zhì)的量為x，碳酸氫銨物質(zhì)的量為y，
由碳元素守恒可知：x+y=0.06
由質(zhì)量可得：78x+79y=4.69
解得x=0.05mol，y=0.01mol，
則制得的樣品中氨基甲酸胺的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.05mol}{0.06mol}$×100=83.3%，
故答案為：83.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)速率影響因素、物質(zhì)含量測(cè)定、化學(xué)與技術(shù)等，題目難度中等，把握反應(yīng)原理為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，綜合性較強(qiáng)．