题目内容

(16分)氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,受热易分解。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)  ΔH<0
(1)如用下图I装置制取氨气,可选择的试剂是                        。
(2)制备氨基甲酸铵的装置如下图Ⅱ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。

注:CCl4与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是_________________________________________,液体石蜡鼓泡瓶的作用是                                                               。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是            (填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是________(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)制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种。
①设计方案,进行成分探究,请填写表中空格。
限选试剂:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀盐酸。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1: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
步骤2:向试管中加入过量的BaCl2溶液,静置
若溶液不变浑浊,证明固体中不含碳酸铵。
步骤3:向试管中继续加入                         
                                        。
                                ,证明固体中含有碳酸氢铵。
②根据①的结论:取氨基甲酸铵样品3.95 g,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1.97 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为_______________。[Mr(NH2COONH4)=78、Mr(NH4HCO3) =79、Mr(BaCO3)=197]
(每空2分)
(1)浓氨水与氢氧化钠固体等合理答案
(2)①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);
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)
②过滤     c
(3)①
实验步骤
预期现象和结论
步骤3:少量澄清石灰水
溶液变浑浊
   ②0.800或80.0%(有效数字没有考虑不扣分)

试题分析:⑴图I装置中没有加热,只能用浓氨水与氢氧化钠固体或氧化钙固体反应制取氨气。
⑵①据信息“该反应为放热反应、生成物氨基甲酸铵(NH2COONH4)受热易分解”,因此为了提高反应物的 转化率或防止产物的分解,可用冰水冷却发生器;气体通过液体石蜡鼓泡瓶时能观察气泡数,调节NH3与CO2通入比例或控制NH3与CO2的反应速率;
②根据“生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中”说明氨基甲酸铵难溶于CCl4(液体),采用过滤操作能将氨基甲酸铵从混合物中分离出来;为了防止氨基甲酸铵受热分解,采用“减压40℃以下”烘干产品。
⑶①在“限选试剂”中稀硝酸、稀盐酸与氨基甲酸铵、碳酸氢铵均能反应产生气体,不能用来验证碳酸氢铵;只有澄清石灰水与碳酸氢铵反应产生碳酸钙沉淀(溶液变浑浊);
②根据①可知产品的成分有NH2COONH4、NH4HCO3,与足量氢氧化钡溶液充分反应生成BaCO3沉淀的物质的量为n(BaCO3)==0.01mol=n(NH4HCO3)[据碳原子守恒],则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为。
练习册系列答案
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请回答下列问题:
(1)硫酸亚铁溶液加H2SO4酸化的主要目的是____________________________,滤渣A的主要成分是__________________。
(2)下列物质中最适合的氧化剂B是                ;反应的离子方程式              。
a.NaClO        b.H2O2        c.KMnO4        d.K2Cr2O7
(3)操作甲、乙的名称分别是:甲______________,乙___________________。
(4)上述流程中,用足量最适合的氧化剂B氧化之后和加热蒸发之前,需取少量检验Fe2+是否已全部被氧化,所加试剂为             (写名称),能否用酸性的KMnO4溶液?      (如果能,下问忽略),理由是:                       。(可用文字或方程式说明)
(5)检验硫酸铁铵中NH4+的方法是                                     。
(6)称取14.00 g所得样品,将其溶于水配制成100 mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到2.14 g沉淀;向另一份溶液中加入0.05 mol Ba (NO3)2溶液,恰好完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为______________________。
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①将干电池剖切、分选得到黑色混合物(主要成分为MnO2)洗涤、过滤、烘干。
②将上述固体按固液体积比2:9加入浓盐酸、加热,反应完全后过滤、浓缩。
③向上述溶液中加入Na2CO3溶液,边加边搅拌,再过滤即可得到碳酸锰。
(l)在第②步中,将上述固体与浓盐酸混合的目的是              
(2)有人认为,将第③步中的Na2CO3溶液换成NH4HCO3溶液,也能达到上述目的,但同时有气体生成。请写出加入NH4HCO3溶液时发生的离子反应方程式        。
(3)查阅文献,发现第③步中,除生成MnCO3外还有可能生成Mn(OH)2,已知Mn(OH)2暴露在空气中时间稍长,易被氧化成褐色的MnO(OH)2, MnCO3和MnO(OH)2受热最终均分解成MnO2,该小组对上述沉淀的成分提出以下假设,请帮助完成假设:
假设一:全部为MnCO3; 假设二:全部为Mn(OH)2; 假设三:       
为验证假设二是否正确,该小组进行了以下研究:
①定性研究:请你完成下表中的内容.
实验步骤(不要求写出具体步骤)
预期的实验现象和结论
将所得沉淀过滤、洗涤,      
                
                  
                  
                
                
                  
                  
  ②定量研究:将所得沉淀过滤、洗涤,置于空气中充分氧化后,小心干燥,取22.0g样品,加热,测得固体质量随温度的变化关系如图.根据图中的数据判断假设三成立,理由是   

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