Question

11．氨基甲酸铵（H₂NCOONH₄）是一种易分解、易水解的白色固体，可用于化肥、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：
反应式：2NH₃ （g）+CO₂ （g）?H₂NCOONH₄△H＜0
（1）如果使用如图1所示的装置制取NH₃，你所选择的试剂是浓氨水与氢氧化钠固体（CaO、碱石灰）等．

（2）制备氨基甲酸铵的装置如图2．把氨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降低温度，提高反应物的转化率，液体石蜡鼓泡瓶的作用是调节NH₃与CO₂通入比例，发生反应的仪器名称是三颈烧瓶．
②从反应后的混合物中过滤分离出产品．为了得到干燥产品，应采取的方法是c （选填序号）
a．常压加热烘干      b．高压加热烘干      c．真空40℃以下烘干
（3）尾气有污染，可用稀硫酸溶液吸收处理．
（4）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵钱样品1.1730g，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1.500g．样品中氨基甲酸铵的质量分数为80%．[己知Mr（H₂NCOONH₄）=78，Mr（NH₄HCO₃）=79，Mr（CaCO₃）=100]．

Answer 1

分析 利用浓氨水与氢氧化钠固体制备氨气，再将氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合生成氨基甲酸铵，因反应是放热反应，为了防止产物因温度高分解及提高反应物的转化率，选择利用冰水进行水浴降温，
（1）装置1是利用分液漏斗滴入液体溶解锥形瓶中的固体，利用溶解放热使氨水分解生成氨气；
（2）①反应是放热反应降温平衡正向进行，液体石蜡鼓泡瓶的主要作用是控制反应进行程度，控制气体流速和原料气体的配比；
②生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，利用过滤得到的氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解，应选择低温干燥；
（3）尾气为氨气，可与稀硫酸反应；
（4）碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品中，使碳元素完全转化为碳酸钙，依据碳元素守恒和混合物质量计算物质的量分数．

解答 解：（1）把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠，在溶解过程中放热使浓氨水分解生成氨气，
故答案为：浓氨水与氢氧化钠固体（CaO、碱石灰）等；
（2）①反应2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）+Q，是放热反应，降温平衡正向进行，温度升高；发生器用冰水冷却提高反应物质转化率，防止生成物温度过高分解，液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度，控制气体流速和原料气体的配比，发生反应的仪器名称是三颈烧瓶，
故答案为：降低温度，提高反应物的转化率；通过观察气泡，调节NH₃与CO₂通入比例；三颈烧瓶；
②生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，利用过滤得到的氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解、不能加热烘干，应在真空40℃以下烘干，故答案为：c；
（3）尾气为氨气，可与稀硫酸反应，可用稀硫酸吸收，故答案为：稀硫酸；
（4）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品11.73g，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15.00g，碳酸钙的物质的量为0.15mol，设样品中氨基甲酸铵物质的量为x，碳酸氢铵物质的量为y，依据碳元素守恒得到；
x+y=0.15
78x+79y=11.73
解得x=0.12mol
y=0.03mol
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=$\frac{0.12mol×78g/mol}{11.73g}$×100%=80%，故答案为：80%．

点评 本题考查了物质制备实验的设计应用，为高考常见题型，侧重考查学生的分析能力，实验能力和计算能力，注意把握氨气的制备方法，氨基甲酸的制备实验装置分析判断，实验基本操作，混合物分离的实验设计，有关混合物的计算，题目难度中等．