Question

15．氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，熔点：59-61°C．在干燥空气中稳定，但在潮湿空气中则放出氨而变成碳酸氢铵．59℃时分解为氨及二氧化碳，在密封管中加热至120～140℃时，则失去水变为尿素．溶解度：在100g水中为66.6g．能溶于乙醇．可用作肥料、灭火剂、洗涤剂等．
某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：
2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）△H＜0

（1）如用图（a）装置制取氨气，你所选择的试剂是浓氨水与生石灰（或氢氧化钠固体等），制备氨基甲酸铵的装置如图（c）所示，把氨气和二氧化碳通入液体X中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在X中．当悬浮物较多时，停止制备．下列液体中，最合适做液体X的是B．
A、水        B、四氯化碳       C、无水乙醇
（2）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），
（3）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．
（4）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．真空40℃以下烘干
（5）尾气处理装置如图（b）所示．双通玻璃管的作用：防止倒吸；浓硫酸的作用：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．
（6）称取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，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1.000g．则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为80%（精确到2位小数）．

Answer 1

分析 （1）装置a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；氨基甲酸铵在能溶于水和乙醇，而生成的氨基甲酸铵小晶体要悬浮在X中，据此选择；
（2）反应是放热反应降温平衡正向进行；
（3）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；
（4）生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，分离产品的实验方法利用过滤得到，氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解；
（5）依据反应过程中的产物分析，不能把污染性的气体排放到空气中，吸收易溶于水的气体需要放倒吸；
（6）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，氨基甲酸铵在能溶于水和乙醇，而生成的氨基甲酸铵小晶体要悬浮在X中，所以X为四氯化碳，选B，
故答案为：浓氨水与生石灰（或氢氧化钠固体等）；B； 
（2）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，
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）；
（3）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，
故答案为：通过观察气泡，调节NH₃与CO₂通入比例；
（4）制备氨基甲酸铵的装置如图3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，分离产品的实验方法利用过滤得到，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，故选C，
故答案：过滤；C；
（5）双通玻璃管的作用是防止液体倒吸；浓硫酸起到吸收多余的氨气，同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解，
故答案为：防止倒吸；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；
（6）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，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1.000g．物质的量为0.010mol，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=0.01，根据总质量可得：78x+79y=0.7820，
解得：x=0.008mol、y=0.002mol，
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为：$\frac{0.008mol}{0.01mol}$×100%=80%，
故答案为：80%．

点评 本题考查了物质制备实验的设计方法，涉及氨气的制备方法，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、有关混合物的计算等知识，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握制备实验方案的设计方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．