Question

【题目】氨基甲酸铵()是一种白色固体，易分解、易水解，可用作肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组用如下仪器模拟制备氨基甲酸铵，已知该制备反应为放热反应。制备氨基甲酸铵的装置如图所示，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。

(1)制备氨基甲酸铵的化学方程式为____________

(2)三颈烧瓶用冰水冷却的原因是______________

(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是_______________

(4)水是很好的溶剂，且可以大量吸收反应混合气体，该反应中是否可用水作溶剂：________(填“是”或“否”)，理由：___________

(5)尾气处理装置如图所示，双通玻璃管的作用是_________，浓硫酸的作用是________

(6)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820 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，测得其质量为1.00 g。则样品中氨基甲酸铵的质量分数为________

Answer 1

【答案】2NH3+CO2==NH2COONH4 降温，提高反应转化率(或降温，防止生成物分解) 观察气泡产生的速率，据此调节通入气体的比例 否 产物易水解 防止倒吸 吸收未反应的氨气，且避免水蒸气进入反应器中 80%

【解析】

把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，发生反应2NH3+CO2==NH2COONH4，由于反应放热，所以需将反应在低温下进行，以有利于提高反应物的转化率；从方程式中可以看出，参加反应的NH3与CO2的体积比为2:1，所以需设法控制气体的进入量；因为NH2COONH4易水解，所以两种反应物必须干燥，且吸收尾气的装置中也不能有水蒸气产生。计算样品中氨基甲酸铵的质量分数时，可先求出生成CaCO3的物质的量，再列方程，求出样品中所含NH2COONH4的物质的量，从而求出其质量及质量分数。据此回答题中各问。

(1)把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，可反应制得氨基甲酸铵，化学方程式为2NH3+CO2==NH2COONH4。答案为：2NH3+CO2==NH2COONH4；

(2)由于反应放热，所以需将反应在低温下进行，以有利于提高反应物的转化率，从而得出三颈烧瓶用冰水冷却的原因是降温，提高反应转化率(或降温，防止生成物分解)。答案为：降温，提高反应转化率(或降温，防止生成物分解)；

(3)从方程式中可以看出，参加反应的NH3与CO2的体积比为2:1，所以需设法控制气体的进入量，由此得出液体石蜡鼓泡瓶的作用是观察气泡产生的速率，据此调节通入气体的比例。答案为：观察气泡产生的速率，据此调节通入气体的比例；

(4)由信息可知，NH2COONH4遇水易发生水解，所以该反应中不可用水作溶剂，理由：产物易水解。答案为：否；产物易水解；

(5)因为氨气极易溶于水，所以吸收尾气时，需注意防止倒吸，同时防止产生水蒸气进入反应容器，从而引起NH2COONH4的水解，所以双通玻璃管的作用是防止倒吸，浓硫酸的作用是吸收未反应的氨气，且避免水蒸气进入反应器中。答案为：防止倒吸；吸收未反应的氨气，且避免水蒸气进入反应器中；

(6)n(CaCO3)==0.01mol，设样品NH2COONH4的物质的量为x，则碳酸氢铵的物质的量为0.01-x，依题意可建立如下关系式：79(0.01-x)+78x=0.7820，从而求出x=0.08mol，则样品中氨基甲酸铵的质量分数为≈80%。答案为：80%。