Question

1．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．某化學興趣小組模擬工業(yè)原理制備氨基甲酸銨，反應(yīng)的化學方程式如下：
2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）△H＜0
（1）如用如圖裝置A制取氨氣，你所選擇的試劑是．

（2）制備氨基甲酸銨的裝置B如圖所示，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：降溫提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率（或促進反應(yīng)正向進行）、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，為了得到干燥產(chǎn)品，應(yīng)采取的方法是c（填寫選項序號）．
a．常壓加熱烘干    b．高壓加熱烘干    c．真空40℃以下烘干
③尾氣處理裝置如圖C所示．
雙通玻璃管的作用：；濃硫酸的作用：吸收多余氨氣、防止空氣中水蒸氣進入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解．
（3）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．
則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分數(shù)為80%．

Answer 1

分析 本題是利用氨氣和二氧化碳在四氯化碳有機溶劑里通過加熱制得氨基甲酸銨的制備實驗方案的設(shè)計，題中涉及到氨氣的實驗室制備、反應(yīng)器溫度的控制、二氧化碳氣流的控制以及反應(yīng)混合物的分離與提純，以及產(chǎn)品純度分析．
（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)進行程度，控制氣體流速和原料氣體的配比；
②得到的產(chǎn)品需要干燥，可結(jié)合穩(wěn)定性考慮采取的方法；
③雙通玻璃管可以防止倒吸，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，另外還可以結(jié)合濃硫酸的吸水性和產(chǎn)品易水解考慮；
（3）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)碳原子守恒和混合物質(zhì)量計算出二者的物質(zhì)的量，再計算出物質(zhì)的量分數(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：濃氨水與生石灰或氫氧化鈉固體等； 
（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)進行程度，控制氣體流速和原料氣體的配比，
故答案為：降溫提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率（或促進反應(yīng)正向進行）；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為防止產(chǎn)品分解和被氧化，采用真空40℃以下烘干，
故答案為：c；
③雙通玻璃管可以防止倒吸，濃硫酸起到吸收多余的氨氣，同時防止空氣中水蒸氣進入反應(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入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解；
（3）取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品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，碳酸鈣物質(zhì)的量為$\frac{1.500g}{100g/mol}$=0.015mol，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=0.015  78x+79y=1.1730
解得x=0.012mol    y=0.003mol
則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分數(shù)為$\frac{0.012mol}{0.012mol+0.03mol}$=80%，
故答案為：80%．

點評 本題考查了物質(zhì)制備實驗的設(shè)計應(yīng)用，主要是氨氣的制備方法，氨基甲酸的制備實驗裝置分析判斷，實驗基本操作，混合物分離的實驗設(shè)計，有關(guān)混合物的計算，題目難度中等．