20．氨基甲酸銨（NH2COONH4）是一種白色固體，易分解、易水解，可用做肥料、滅火劑、洗滌劑等．某化學(xué)興趣小組用模擬制備氨基甲酸銨，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：
2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（s）△H＜0
（1）制備氨基甲酸銨的裝置如圖1所示，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懸浮在四氯化碳中． 當(dāng)懸浮物較多時(shí)，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)物轉(zhuǎn)化率（或降低溫度，防止因反應(yīng)放熱造成產(chǎn)物分解）．液體石蠟鼓泡瓶的作用是通過觀察氣泡，調(diào)節(jié)NH3與CO2通入比例．
②從反應(yīng)后的混合物中分離出產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)方法是過濾（填寫操作名稱）．
③尾氣處理裝置如圖2所示．雙通玻璃管的作用：防止倒吸；濃硫酸的作用：吸收多余氨氣、防止空氣中水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解．
（2）取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品0.782 0g，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1.000g．則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.8000 或 80.00%．

分析 本題是利用氨氣和二氧化碳在四氯化碳有機(jī)溶劑里通過加熱制得氨基甲酸銨的制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，題中涉及到氨氣的實(shí)驗(yàn)室制備、反應(yīng)器溫度的控制、二氧化碳?xì)饬鞯目刂埔约胺磻?yīng)混合物的分離與提純，以及產(chǎn)品純度分析．
（1）①此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，結(jié)合平衡移動理論，為提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，需降溫促平衡正向進(jìn)行，另外也要考慮產(chǎn)物的不穩(wěn)定性，降溫可避免產(chǎn)物分解；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分離互不相溶的固體與液態(tài)應(yīng)采取過濾方法；
③依據(jù)反應(yīng)過程中的產(chǎn)物分析，不能把污染性的氣體排放到空氣中，吸收易溶于水的氣體需要放倒吸；
（2）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)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）①反應(yīng)2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（s）△H＜0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，
故答案為：降低溫度，提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率（或降低溫度，防止因反應(yīng)放熱造成產(chǎn)物分解）；通過觀察氣泡，調(diào)節(jié)NH3與CO2通入比例；
②生成的氨基甲酸銨小晶體懸浮在四氯化碳中，分離互不相溶的固體與液態(tài)應(yīng)采取過濾方法，
故答案為：過濾；   
③雙通玻璃管的作用是防止液體倒吸；濃硫酸起到吸收多余的氨氣，同時(shí)防止空氣中水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解，
故答案為：防止倒吸；吸收多余氨氣、防止空氣中水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解；
（2）取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品0.782g，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1.000g．物質(zhì)的量為$\frac{1.000g}{100g/mol}$=0.01mol，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，由碳元素守恒可知，
x+y=0.01    78x+79y=0.782
解得x=0.008mol    y=0.002mol
則樣品中氨基甲酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.008mol×78g/mol}{0.782g}$×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，主要是氨氣的制備方法，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．

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

6．下列敘述正確的是 （　　）
A．H+的摩爾質(zhì)量是1gB．H+的摩爾質(zhì)量是1g/mol
C．H+的摩爾質(zhì)量是1D．H+的摩爾質(zhì)量是1mol

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

7．氫氣、一氧化碳、烷烴均是常見的燃料．請回答下列問題：
（1）將1g H2和32g O2混合點(diǎn)燃，充分反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出143kJ熱量，相同條件下3mol H2和32g O2混合充分燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是572KJ．
（2）一定條件下，充分燃燒一定量的丁烷生成二氧化碳和氣態(tài)水時(shí)放出熱量Q kJ（Q＞0）．經(jīng)測定完全吸收該反應(yīng)生成CO2需消耗5mol•L-1的KOH溶液200mL，此時(shí)恰好生成正鹽．則此條件下反應(yīng)C4H10（g）+$\frac{13}{2}$O2═4CO2（g）+5H2O（g）的△H=-8QkJ/mol．
（3）現(xiàn)有CO、H2和CO2組成的混合氣體112L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），完全燃燒后放出的總能量為424.5kJ，且生成18g液態(tài)水，則混合氣體中H2的體積為22.4L．
（4）在一定條件下，氫氣、丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式：
2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-572kJ•mol-1
C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=-2220kJ•mol-1
氫氣和丙烷的混合氣體4mol完全燃燒時(shí)放出熱量3078kJ，則氫氣和丙烷的體積比為3：1．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

8．新化一中化學(xué)奧賽小組在Fe（OH）3膠體的制備實(shí)驗(yàn)中，有甲、乙、丙三名同學(xué)分別進(jìn)行了如下操作：
甲同學(xué)：向1mol•L-1的FeCl3溶液中加少量NaOH溶液．
乙同學(xué)：直接加熱飽和FeCl3溶液．
丙同學(xué)：向25mL沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3飽和溶液；繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，停止加熱．
試回答下列問題：
（1）其中操作正確的同學(xué)是丙同學(xué)．
（2）證明有Fe（OH）3膠體生成的實(shí)驗(yàn)操作是用激光筆照射溶液，若出現(xiàn)明顯的光路，則說明有Fe（OH）3膠體生成寫出制得Fe（OH）3膠體的化學(xué)方程式FeCl3+3H2O（沸水）?Fe（OH）3（膠體）+3HCl．
（3）在膠體中加入電解質(zhì)溶液或帶有相反電荷的膠體微粒能使膠體微粒沉淀出來．丁同學(xué)利用所制得的Fe（OH）3膠體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①將其裝入U(xiǎn)形管內(nèi)，用石墨作電極，通電一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)陰極區(qū)附近的顏色逐漸變深，這表明Fe（OH）3膠體微粒帶正（填“正”或“負(fù)”）電荷．②向其中加入飽和Na2SO4溶液，產(chǎn)生的現(xiàn)象是有紅褐色沉淀生成．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

15．明礬石的主要成分是K2SO4•Al2（SO4）3•2Al2O3•6H2O，此外還含有少量Fe2O3雜質(zhì)．利用明礬石來制備Al2O3、K2FeO4和H2SO4的工藝流程如下：
請回答下列問題：
（1）“焙燒”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al2（SO4）3+3S=2Al2O3+9SO2，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是2：1．若生成102g Al2O3，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為6NA．
（2）寫出化學(xué)式：沉淀Ⅰ是Al（OH）3，沉淀Ⅱ是Fe（OH）3．
（3）熟料溶解時(shí)反應(yīng)的離子方程式為Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O．
（4）溶液經(jīng)加硫酸調(diào)節(jié)pH后，過濾、洗滌，可得沉淀Ⅰ，證明沉淀Ⅰ已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是取最后一次洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則已將沉淀洗干凈．
（5）寫出Cl2將沉淀Ⅱ氧化為K2FeO4的化學(xué)方程式：2Fe（OH）3+3Cl2+10KOH═2K2FeO4+6KCl+8H2O．
（6）“焙燒”過程中生成的SO2可用于制H2SO4．已知25℃，101kPa時(shí)：
2SO2（g）+O2（g）?2SO3 （g）△H1=-197.0kJ•mol-1
H2O（g）=H2O（l）△H2=-44.0kJ•mol-1
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）=2H2SO4 （l）△H3=-545kJ•mol-1
則SO3 （g）和H2O（l）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-130KJ/mol．
（7）本工藝流程中可循環(huán)物質(zhì)為H2SO4．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

5．實(shí)驗(yàn)室制備1，2-二溴乙烷的反應(yīng)原理如下：
①CH3CH2OH②$→_{170℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH2=CH2↑+H2O
②CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反應(yīng)有：乙醇在濃硫酸的存在下在140℃脫水生成乙醚．用16.0g的溴和足量的乙醇制備1，2-二溴乙烷，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后得到9.4g產(chǎn)品．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下：
乙醇1，2-二溴乙烷乙醚
狀態(tài)無色液體無色液體無色液體
密度/g•cm-30.792.20.71
沸點(diǎn)/0C78.513234.6
熔點(diǎn)/0C-1309-116
溶解性易溶水難溶水微溶于水
請回答下列問題：
（1）在此制備實(shí)驗(yàn)中，要盡可能迅速地把反應(yīng)溫度提高到170℃左右，其主要目的是d；（填正確選項(xiàng)前的字母）
a、引發(fā)反應(yīng)b、加快反應(yīng)速度c、防止乙醇揮發(fā)d、減少副產(chǎn)物乙醚生成
（2）在裝置C中應(yīng)加入c，其目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體；（填正確選項(xiàng)前的字母）
a、水b、濃硫酸c、氫氧化鈉溶液d、酸性KMnO4溶液
（3）判斷該制備反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡單的方法是溴的顏色完全褪去．
（4）將1，2-二溴乙烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水，振蕩后靜置，產(chǎn)物應(yīng)在下層（填“上”或“下”）；
（5）在裝置B中較長玻璃導(dǎo)管的作用是防止倒吸、判斷裝置是否堵塞；
（6）反應(yīng)過程中應(yīng)用冷水冷卻裝置D，其主要目的是乙烯與溴反應(yīng)時(shí)放熱，冷卻可避免溴的大量揮發(fā)，但又不能過度冷卻（如用冰水），其原因是1，2-二溴乙烷的凝固點(diǎn)較低（9℃），過度冷卻會使其凝固而使氣路堵塞；
（7）本實(shí)驗(yàn)中，1，2-二溴乙烷的產(chǎn)率為50%．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

12．羥基磷灰石[Ca5（PO4）3OH]是一種重要的生物無機(jī)材料．其常用的制備方法有兩種：
方法A：用濃氨水分別調(diào)Ca（NO3）2和（NH4）2HPO4溶液的pH約為12；在劇烈攪拌下，將（NH4）2HPO4溶液緩慢滴入Ca（NO3）2溶液中．
方法B：劇烈攪拌下，將H3PO4溶液緩慢滴加到Ca（OH）2懸濁液中．
3種鈣鹽的溶解度隨溶液pH的變化如上圖所示（圖中縱坐標(biāo)是鈣離子濃度的對數(shù)），回答下列問題：
（1）完成方法A和方法B中制備Ca5（PO4）3OH的化學(xué)反應(yīng)方程式：
①5Ca（NO3）2+3（NH4）2HPO4+4NH3•H2O=Ca5（PO4）3OH↓+10NH4NO3+3H2O
②5Ca（OH）2+3H3PO4=Ca5（PO4）3OH↓+9H2O
（2）與方法A相比，方法B的優(yōu)點(diǎn)是唯一副產(chǎn)物為水，工藝簡單．
（3）方法B中，如果H3PO4溶液滴加過快，制得的產(chǎn)物不純，其原因是反應(yīng)液局部酸性過大，會有CaHPO4產(chǎn)生．
（4）圖中所示3種鈣鹽在人體中最穩(wěn)定的存在形式是Ca5（PO4）3OH（填化學(xué)式）．
（5）糖沾附在牙齒上，在酶的作用下產(chǎn)生酸性物質(zhì)，易造成齲齒．結(jié)合化學(xué)平衡移動原理，分析其原因酸性物質(zhì)使沉淀溶解平衡：Ca5（PO4）3OH（s）?5Ca2+（aq）+3PO43-（aq）+OH-（aq）向右移動，導(dǎo)致Ca5（PO4）3OH溶解，造成齲齒．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

9．Ⅰ．下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是C、E．
A．乙烷中混有乙烯，通過氫氣在一定條件下反應(yīng)，使乙烯轉(zhuǎn)化為乙烷
B．在催化劑存在的條件下，苯和溴水發(fā)生反應(yīng)可生成無色比水重的液體溴苯
C．將銅絲彎成螺旋狀，在酒精燈上加熱變黑后，立即伸入盛有無水乙醇的試管中，完成乙醇氧化為乙醛的實(shí)驗(yàn)
D．無水乙醇和濃硫酸共熱到170℃，將制得的氣體通入酸性高錳酸鉀，可檢驗(yàn)制得的氣體是否為乙烯
E．配制銀氨溶液時(shí)，將稀氨水慢慢滴入硝酸銀溶液中，產(chǎn)生沉淀后繼續(xù)滴加到沉淀剛好溶解為止
Ⅱ．實(shí)驗(yàn)室用少量的溴和足量的乙醇、濃硫酸制備1，2-二溴乙烷的裝置如下圖所示，其中可能存在的主要副反應(yīng)有：乙醇在濃硫酸的存在下在l40℃脫水生成乙醚．
有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下：
乙醇1，2-二溴乙烷乙醚
狀態(tài)  無色液體無色液體無色液體
密度/g•cm-30.792.20.71
沸點(diǎn)/℃78.513234.6
熔點(diǎn)/℃-1309-116
回答下列問題：
（1）用少量的溴和足量的乙醇、濃硫酸制備1，2-二溴乙烷的兩步反應(yīng)方程式為：CH3CH2OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH2=CH2↑+H2O、CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br
（2）在此實(shí)驗(yàn)中，要盡可能迅速地把反應(yīng)溫度提高到170℃左右，其最主要目的是d；（填正確選項(xiàng)的字母）
a．引發(fā)反應(yīng)   b．加快反應(yīng)速度   c．防止乙醇揮發(fā)  d．減少副產(chǎn)物乙醚生成
（3）在裝置C中應(yīng)加入c，其目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體：（填正確選項(xiàng)的字母）
a．水    b．濃硫酸       c．氫氧化鈉溶液       d．飽和碳酸氫鈉溶液
（4）將1，2-二溴乙烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水，振蕩后靜置，產(chǎn)物應(yīng)在下層（填“上”、“下”）；
（5）若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br2，最好用b洗滌除去；（填正確選項(xiàng)的字母）
a．水    b．氫氧化鈉溶液    c．碘化鈉溶液    d．乙醇
（6）若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚．可用蒸餾的方法除去；
（7）反應(yīng)過程中應(yīng)用冷水冷卻裝置D，其主要目的是避免溴大量揮發(fā)；但又不能過度冷卻（如用冰
水），其原因是產(chǎn)品1，2-二溴乙烷的熔點(diǎn)（凝固點(diǎn)）低，過度冷卻會凝固而堵塞導(dǎo)管．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

10．工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，必須進(jìn)行處理．常用的處理方法有兩種．
方法1：還原沉淀法；該法的工藝流程：

（1）第①步存在平衡，其反應(yīng)方程式為：2CrO42-（黃色）+2H+?Cr2O72-（橙色）+H2O，若平衡體系的pH=12，該溶液顯黃色．
（2）能說明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是C．
a．Cr2O72-和CrO42-的濃度相同　　 b.2v（Cr2O72-）=v（CrO42-）　 c．溶液的顏色不變
（3）第②步中，還原1molCr2O72-離子，需要6mol的FeSO4•7H2O
（4）第③步生成的Cr（OH）3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr（OH）3（s）?Cr3+（aq）+3OH-（aq）；Ksp的表達(dá)式為Ksp=c（Cr3+）•c3（OH-）．常溫下，Cr（OH）3的溶度積Ksp=10-32，要使c（Cr3+）沉淀完全，溶液的pH應(yīng)調(diào)至5．
方法2：電解法
該法用Fe和石墨棒做電極電解含Cr2O72-的酸性廢水，隨著電解進(jìn)行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr（OH）3沉淀．
（5）Fe電極的電極反應(yīng)式Fe-2e-=Fe2+．石墨電極的電極反應(yīng)式2H++2e-═H2↑．

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