题目内容

氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：2 NH3(g)+CO2(g)  NH2COONH4(s)   ΔH＜0

（1）实验室制备NH3的化学方程式是：                          。
（2）制备氨基甲酸铵的装置如下图所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。

注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是          。液体石蜡鼓泡瓶的作用是             。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是       (填写操作名称)。为了得到干燥产品，应采取的方法是     (填写选项序号)。
a. 常压加热烘干        b. 高压加热烘干       c. 真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如右图所示。双通玻璃管的作用：           ； 
浓硫酸的作用：     　             　         。　　　　　　　
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7825 g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为            。

（1）2NH4Cl + Ca(OH)2△2NH3 ↑+ CaCl2 + 2H2O(未写条件扣1分)(2分)
（2）① 降低温度，提高反应物转化率(或降低温度，防止因反应放热造成产物分解)(2分)；通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例(2分)② 过滤(1分)  c(1分)
③防止倒吸(2分)吸收多余氨气，防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解(2分)
（3）75%(3/4、0.75，其它结果不给分)(3分)

解析试题分析：（1）实验室制备NH3的化学方程式是2NH4Cl + Ca(OH)22NH3 ↑+ CaCl2 + 2H2O。
（2）①因为反应放热，降低温度，提高反应物转化率，同时，防止因反应放热造成产物分解；通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例②反应后的固体和液体的混合物，分离出产品的实验方法是过滤。因为氨基甲酸铵热稳定性差，为了得到干燥产品，应采取的方法是真空40 ℃以下烘干；③图中尾气处理装置使用了截面积较大的玻璃管，可防止倒吸；浓硫酸可以吸收多余氨气，防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解。
（3）由NH2COONH4——CaCO3可知0.7825 g NH2COONH4是0.0133mol，1.000 g CaCO3是0.01mol，样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为75%。
考点：化学实验设计和产品纯度计算。

练习册系列答案
相关题目

用下列实验装置进行的实验中，不能达到相应实验目的的是

A．用图①所示实验装置排空气法收集H2气体 
B．图②装置可以用来验证化学能转化为电能 
C．图③铁片最终完全溶解，且高锰酸钾溶液褪色 
D．图④所示实验可比较硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱 

某消毒液的主要成分为NaCl和NaClO，在空气中易吸收CO2而变质，且NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应：ClO- + Cl- + 2H+ = Cl2↑+ H2O。某学习小组拟探究该消毒液的变质情况。
（1）取适量消毒液放在试管中，加入足量一定浓度的硫酸，有气体放出。通过下列装置检验气体的成分可以判断消毒液是否变质。
学习小组研究后认为变质情况可能有三种：甲：部分变质；乙：未变质；丙：     。
为了验证可能为甲，请完成下列实验方案。限选试剂：
①98%的浓硫酸 ②1%的品红溶液 ③1.0 mol·L-1的KI－淀粉溶液 ④1.0 mol·L-1 的NaOH溶液 ⑤澄清石灰水 ⑥饱和NaCl溶液

所加试剂
预期现象和结论
试管A中加足量    （填序号）；
试管B中加1%品红溶液；
试管C中加    （填序号）。
若___                       ___，           
则甲成立。
 
（2）用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度（滴定过程涉及的反应有：NaClO + Na2SO3 = NaCl+ Na2SO4 ；2KMnO4 + 5Na2SO3+ 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 3H2O）。实验步骤如下：
①量取25.00 mL消毒液放入锥形瓶中，加入过量的a mol·L-1 Na2SO3溶液v1 mL；
②在使用滴定管之前首先进行的操作是____；将b mol·L-1的酸性KMnO4溶液装入    中；滴定，KMnO4和剩余的Na2SO3发生反应。当溶液由无色变成浅红色，且保持半分钟内红色不褪时，停止滴定，记录数据。
③重复滴定操作2次，平均消耗酸性KMnO4溶液v2 mL。则消毒液中NaClO的浓度为     mol·L-1（用含a、b、v1、v2的代数式表示）。

（14分）碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。
(1)合成该物质的步骤如下：
步骤1：配制0.5 mol·L－1MgSO4溶液和0.5 mol·L－1NH4HCO3溶液。
步骤2：用量筒量取500 mL NH4HCO3溶液于1 000 mL三口烧瓶中，开启搅拌器。温度控制在50 ℃。
步骤3：将250 mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1 min内滴加完后，用氨水调节溶液pH到9.5。
步骤4：放置1 h后，过滤、洗涤。
步骤5：在40 ℃的真空干燥箱中干燥10 h，得碳酸镁晶须产品(MgCO3·nH2O　n＝1～5)。
回答下列问题：
步骤3中加氨水后的离子方程式                   。
(2)测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。称量1.000 g碳酸镁晶须，放入如图所示的广口瓶中加入水滴入稀硫酸与晶须反应，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室温下反应4～5 h，反应后期将温度升到30 ℃，最后的烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得CO2的总量；重复上述操作2次。

①图中气球的作用是           。
②上述反应后期要升温到30℃，主要目的是       。
③用已知浓度的盐酸滴定烧杯中的溶液时应选用       为指示剂，若盛放盐酸的滴定管在滴定前有气泡未排尽，滴定后无气泡（其他操作均正确），则所测CO2的量会       （填“偏大”“偏小”“无影响”）
④设3次实验测得每1.000 g碳酸镁晶须与稀硫酸反应产生的CO2平均值为a mol，则n值为       (用含a的表达式表示)。
(3)称取100 g上述晶须产品进行热重分析，热重曲线如图。则该条件下合成的晶须中，n＝    (选填1、2、3、4、5)。

（13分）硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3·5H2O）。
I．[查阅资料]
（1）Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水。其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
（2）向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
（3）Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl。
Ⅱ.[制备产品]
实验装置如图所示（省略夹持装置）

实验步骤：
（1）检查装置气密性，按图示加入试剂。仪器a的名称是____；E中的试剂是___（选填下列字母编号）。
A．稀H2SO4   B．NaOH溶液   C．饱和NaHSO3溶液
（2）先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。
（3）待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合液，滤液经____（填写操作名称）、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
Ⅲ．[探究与反思]
（1）为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。（所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择）
取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，_____，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
（2）为减少装置C中生成的Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对原有实验步骤（2）进行了改进，改进后的操作是_______。
（3）Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过_____方法提纯。

（14分）某同学用图示装置进行铁和稀硝酸反应的实验并进行相关的实验探究。

a．向广口瓶内注入足量热NaOH溶液，将盛有一定质量的纯铁粉的小烧杯放入瓶中。
b．关闭止水夹，点燃红磷，伸人瓶中，塞好胶塞。
c．待红磷充分燃烧，一段时间后打开分液漏斗旋塞，向烧杯中缓慢滴入一定量的4mol·L－1的稀硝酸，
铁粉完全溶解。
（一）气体产物成分探究
（1）实验前如何检查该装置的气密性？                                   。
（2）燃烧红磷的目的是              。
（3）为证明气体产物为NO，步骤c后还缺少的一步主要操作是           。
（二）产物中铁元素价态探究：
（1）提出合理假设：
假设1：产物中只有+2价铁；假设2：             ，假设3：产物中既有+2价铁，又有+3价铁。
（2）设计实验方案，验证假设1成立（写出实验操作步骤、现象和结论）：                    。
（三）问题讨论
（1）广口瓶中热NaOH溶液的主要作用是              。
（2）若假设3成立，且所得溶液中n(Fe2+)：n(Fe3+)=3：1时，则对应的离子反应方程式为      。

(15 分)
苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线：

制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略)：

已知：苯乙酸的熔点为76.5 ℃，微溶于冷水，溶于乙醇。
回答下列问题：
（1）在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是
                          。
（2）将a中的溶液加热至100 ℃，缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130 ℃继续反应。在装置中，仪器b的作用是                     ；仪器c的名称是              ，其作用是                                           。
反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是            。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是                (填标号)。

A．分液漏斗 B．漏斗 C．烧杯 D．直形冷凝管E．玻璃棒
（3）提纯粗苯乙酸的方法是             ，最终得到44 g纯品，则苯乙酸的产率是        。
（4）用CuCl2    ? 2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是                                            。
（5）将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu(OH)2搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是                   。

如图所示“合成氨”的演示实验(夹持仪器均已省略)。在Y形管的一侧用Zn粒和稀H2SO4反应制取H2，另一侧用NaNO2固体和NH4Cl饱和溶液反应制取N2，N2和H2混合后通过还原铁粉来合成NH3，再将产生的气体通入酚酞试液中，若酚酞试液变红，则说明产生了氨气。

某课外活动小组通过查阅资料和多次实验，得到了如下信息：
信息一：NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液混合加热的过程中发生如下反应：
①NaNO2＋NH4Cl NH4NO2＋NaCl
②NH4NO2NH3↑＋HNO2
③2HNO2N2O3↑＋H2O
④2NH3＋N2O32N2＋3H2O
信息二：查阅资料，不同体积比的N2、H2混合气体在相同实验条件下合成氨，使酚酞试液变红所需要的时间如下：

N2和H2的体积比
5∶1
3∶1
1∶1
1∶3
1∶5
酚酞变红色所需时间/min
8～9
7～8
6～7
3～4
9～10
 
据此回答下列问题：
(1)Y形管左侧管中发生反应的离子方程式________________________。
(2)铁粉撒在石棉绒上的目的是_________________________________
(3)课外活动小组的同学们认为，该实验中即使酚酞变红也不能说明N2和H2反应合成了NH3，得出此结论的理由是________________________。
请你另设计一个简单的实验验证你的理由____________________。欲解决这一问题，可以选用下图中的________装置连接在原装置中的________和________之间。

(4)在上述实验过程中，为尽快观察到酚酞试液变红的实验现象，应该控制N2和H2的体积比为________比较适宜；但该装置还难以实现此目的，原因是______________________________________。
(5)实验过程中通入试管C中的气体成分有________。

无水硫酸铜在强热下会发生分解反应：
CuSO4 CuO + SO3↑     2SO3  2SO2↑+ O2↑
用下图所示装置（夹持仪器已略去），根据D管在反应前后的质量差计算出分解了的无水硫酸铜的质量。

实验步骤：
①称量反应前D管的质量。
②连接好装置，关闭K，加热硬质玻璃管A一段时间后，停止加热。
③待硬质玻璃管A冷却后，打开K，通入一段时间的已除去二氧化碳等酸性气体的空气。
④再称量D管，得其反应前后的质量差为m。
回答下列问题：
（1）反应2SO3(g)2SO2(g) + O2(g)的平衡常数表达式为K=          。
（2）B管中除温度明显升高外，还可看到的现象是        ，而温度明显升高的主要原因是        ；B管中发生反应的有关离子方程式是         。
（3）仪器E的作用是      。
（4）按上述方法实验，假设B、C、D对气体的吸收均完全，并忽略空气中CO2的影响，能否根据m计算出分解了的无水CuSO4的质量？(任选其一回答)
①如果能，则分解的无水CuSO4的质量为          （用m表示）。
②如果不能，则原因是           。为了能测得分解了的无水硫酸铜的质量，你的简单实验方案是           。

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