Question

13．氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种易水解、易分解的白色固体，熔点59℃，密度1.6g∕cm³．某小组模拟制备氨基甲酸铵，反应如下（且温度对反应的影响比较灵敏）：
2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）△H＜0

注：①CCl₄与液体石蜡均为惰性介质；
（1）如用图1装置制取氨气，写出制取氨气的化学方程式2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑．
（2）制备氨基甲酸铵的装置图2所示，把NH₃和CO₂通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl₄中． 当悬浮物较多时，停止制备．
①发生器用冰水冷却的原因是降低温度，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液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡，调节NH₃与CO₂通入比例（或通过观察气泡，控制NH₃与CO₂的反应速率）．
③从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤（填写操作名称）．为了得到干燥产品，应采取的方法是c（填写选项序号）．
a．常压加热烘干           b．高压加热烘干         c．减压40℃以下烘干
（3）此实验操作装置有一个缺陷，如何改进在图2的出气导管末加一个尾气处理装置；
（4）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品5.000g，用足量氢氧化钡溶液充分处理后，过滤、洗涤、干燥，测得沉淀为1.5760g．则样品中氨基甲酸铵的质量分数为87.36%．（ 精确到2位小数）

Answer 1

分析 （1）在加热条件下，实验室用氯化铵和氢氧化钙制取氨气；
（2）①该反应的正反应是放热反应，降低温度促进平衡正向移动；
②通过观察气泡判断加入物质的量多少；
③生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl₄中，所以可以采用过滤方法分离提纯；基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种易水解、易分解的白色固体，加热温度要低于其熔点；
（3）氨气有刺激性气味，污染空气；
（4）沉淀的质量是碳酸钡的质量，则n（BaCO₃）=$\frac{1.5760g}{197g/mol}$=0.008mol，根据C原子守恒得n（NH₄HCO₃）=n（BaCO₃）=0.008mol，m（NH₄HCO₃）=0.008mol×79g/mol=0.632g，样品中氨基甲酸铵质量=
5.000g-0.632g=4.368g，从而计算其质量分数．

解答 解：（1）在加热条件下，实验室用氯化铵和氢氧化钙制取氨气，反应方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；
（2）①该反应的正反应是放热反应，降低温度促进平衡正向移动，从而提高反应物的转化率，且温度过高也导致产物分解，
故答案为：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通过观察气泡判断加入物质的量多少，从而控制反应速率，
故答案为：通过观察气泡，调节NH₃与CO₂通入比例 （或通过观察气泡，控制NH₃与CO₂的反应速率）；
③生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl₄中，所以可以采用过滤方法分离提纯；基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种易水解、易分解的白色固体，加热温度要低于其熔点，
故答案为：过滤；c；
（3）氨气有刺激性气味，污染空气，所以需要尾气处理装置，故答案为：在图2的出气导管末加一个尾气处理装置；
（4）沉淀的质量是碳酸钡的质量，则n（BaCO₃）=$\frac{1.5760g}{197g/mol}$=0.008mol，根据C原子守恒得n（NH₄HCO₃）=n（BaCO₃）=0.008mol，m（NH₄HCO₃）=0.008mol×79g/mol=0.632g，样品中氨基甲酸铵质量=
5.000g-0.632g=4.368g，其质量分数=$\frac{4.368g}{5.000g}×100%$=87.36%，
故答案为：87.36%．

点评 本题考查制备实验方案设计，为高频考点，涉及气体制备、实验操作、方程式的计算等知识点，侧重考查学生实验操作、对实验原理的理解、基本计算等能力，正确获取信息并运用信息解答问题是解本题关键，题目难度中等．