Question

2．氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解、极易水解，可用作肥料、灭火剂、洗涤剂等．实验室用下图所示装置制备氨基甲酸铵，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）结合上述实验装置，写出制备氨基甲酸铵的化学方程式2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄．该反应为放热反应（填“吸热”或“放热”）．
（2）液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡，控制气体流速和调节NH₃与CO₂通入比例．
（3）从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤．
（4）氨基甲酸铵极易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱，请写出其水解反应方程式NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O．
（5）某实验小组通过上述实验装置进行实验，得到了一份只含有少量碳酸铵杂质的氨基甲酸铵固体产品．
①为验证氨基甲酸铵的水解产物有HCO₃^-，该实验小组计划用上述样品进行实验．请补充以下实验设计方案：取少量固体样品于试管中，加入蒸馏水至固体溶解，得到无色溶液，加入过量的BaCl₂溶液，静置，取上层清液于另一试管，向试管中继续加入少量澄清石灰水．溶液变浑浊，说明氨基甲酸铵水解产物有碳酸氢根．
（限选试剂：蒸馏水、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液．）
②取上述氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量氢氧化钡溶液充分处理后，过滤、洗涤、干燥，测得沉淀质量为1.970g．则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为80.0%．[已知：M_r（NH₂COONH₄）=78，M_r（NH₄HCO₃）=79，M_r（BaCO₃）=197]．

Answer 1

分析 （1）由题目信息可知，氨气与二氧化碳反应生成NH₂COONH₄；氨基甲酸胺易分解，图中反应装置用冰水冷却，防止氨基甲酸胺分解，说明制备氨基甲酸胺的为放热反应；
（2）根据液体石蜡瓶鼓泡瓶中气泡控制气体流速和原料气体的配比；
（3）由氨基甲酸胺小晶体悬浮在四氧化碳中，可以采取过滤方法分离；
（4）氨基甲酸胺极易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱，该弱碱为NH₃•H₂O；
（5）①利用碳酸氢根与氯化钡没有沉淀生成，而与氢氧化钙溶液有沉淀生成可验证氨基甲酸铵的水解产物有HCO₃^-；
②生成的沉淀为碳酸钡，根据碳原子守恒、混合物总质量列方程各自物质的量，再计算氨基甲酸胺的质量，进而计算其物质的量分数．

解答 解：（1）由题目信息可知，氨气与二氧化碳反应生成NH₂COONH₄，反应方程式为：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄，
氨基甲酸胺易分解，图中反应装置用冰水冷却，防止氨基甲酸胺分解，说明制备氨基甲酸胺的为放热反应，
故答案为：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄；放热；
（2）可以根据液体石蜡瓶鼓泡瓶中气泡，控制气体流速和调节NH₃与CO₂通入比例，
故答案为：通过观察气泡，控制气体流速和调节NH₃与CO₂通入比例；
（3）由氨基甲酸胺小晶体悬浮在四氧化碳中，可以采取过滤方法分离，
故答案为：过滤；
（4）氨基甲酸胺极易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱，该弱碱为NH₃•H₂O，反应方程式为：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O，
故答案为：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O；
（5）①利用碳酸氢根与氯化钡没有沉淀生成，而与氢氧化钙溶液有沉淀生成可验证氨基甲酸铵的水解产物有HCO₃^-，实验设计方案为：取少量固体样品于试管中，加入蒸馏水至固体溶解，得到无色溶液，加入过量的BaCl₂溶液，静置，取上层清液于另一试管，向试管中继续加入少量澄清石灰水．溶液变浑浊，说明氨基甲酸铵水解产物有碳酸氢根，
故答案为：加入过量的BaCl₂溶液，静置，取上层清液于另一试管，向试管中继续加入少量澄清石灰水．溶液变浑浊，说明氨基甲酸铵水解产物有碳酸氢根；
②生成的沉淀为碳酸钡，其物质的量为：$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，
氨基甲酸铵物质的量为x，碳酸氢铵物质的量为y，
由碳元素守恒可知：x+y=0.01
由质量可得：78x+79y=0.782
解得x=0.008mol，y=0.002mol，
则制得的样品中氨基甲酸胺的物质的量分数为：$\frac{0.008mol}{0.01mol}$×100=80.0%，
故答案为：80.0%．

点评 本题考查物质制备实验、化学反应速率影响因素、物质含量测定、化学与技术等，题目难度中等，把握反应原理为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，综合性较强．