18.氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等.实验室制备氨基甲酸铵(NH2COONH4)的反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H<0
副反应有:NH2COONH4+H2O?NH4HCO3+NH3↑; NH2COONH4(s)$\stackrel{△}{?}$2NH3(g)+CO2(g)等.
已知干燥的氨气和二氧化碳气体通入外套冷却的反应器时,在器壁上会形成一层致密、坚硬、粘附力极强的氨基甲酸铵.这层不良导热物不仅影响散热,而且也使产物不易取出.因此,在实验室的主要实验装置和步骤如图1:
注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质.
(I)合成:把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵细小晶体悬浮在四氯化碳中. 当悬浮物较多时,停止制备.
(Ⅱ)分离与提纯:将氨基甲酸铵从四氯化碳中分离,重结晶提纯.
(Ⅲ)产品纯度分析
回答下列问题:
(1)仪器a的名称:水槽;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.
(2)如用图2装置制取平稳的CO2气流,你所选择的试剂是石灰石与稀盐酸(或稀硝酸).
检查该装置气密性的方法是关闭分液漏斗旋塞,导管伸入水中,用手(或热毛巾)捂住锥形瓶,导管口有气泡,松手后形成水柱且不下降,说明不漏水
(3)合成过程中使用了四氯化碳,且用电动搅拌器不断搅拌,理由是使用四氯化碳作为分散剂,搅拌是为了使NH3与CO2充分接触,并避免产物在器壁上的粘附.
(4)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).
(5)从反应后的混合物中分离出产品并得到干燥产品的实验方法是C
A. 过滤后,常压加热烘干        B.抽滤后,高压加热烘干
C.过滤后,真空40℃以下烘干   D.抽滤后,真空40℃以下烘干
(6)尾气处理装置如图3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.
(7)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%.
15.Ⅰ.合成氨工业对化学的国防工业具有重要意义.写出氨的两种重要用途制化肥、制硝酸.
Ⅱ.实验室制备氨气,下列方法中适宜选用的是②④.
①固态氯化铵加热分解 ②固体氢氧化钠中滴加浓氨水 ③氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 ④固态氯化铵与氢氧化钙混合加热
Ⅲ.为了在实验室利用工业原料制备少量氨气,有人设计了如图装置(图中夹持装置均已略去).

[实验操作]
①检查实验装置的气密性后,关闭弹簧夹a、b、c、d、e.在A中加入锌粒,向长颈漏斗注入一定量稀硫酸.打开弹簧夹c、d、e,则A中有氢气发生.在F出口处收集氢气并检验其纯度.
②关闭弹簧夹c,取下截去底部的细口瓶C,打开弹簧夹a,将氢气经导管B验纯后点燃,然后立即罩上无底细口瓶C,塞紧瓶塞,如图所示.氢气继续在瓶内燃烧,几分钟后火焰熄灭.
③用酒精灯加热反应管E,继续通氢气,待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时,打开弹簧夹b,无底细口瓶C内气体经D进入反应管E,片刻后F中的溶液变红.
回答下列问题:
(1)检验氢气纯度的目的是排除空气,保证安全.
(2)C瓶内水位下降到液面保持不变时,A装置内发生的现象是锌粒与酸脱离,防止了实验装置中压强过大.此时再打开弹簧夹b的原因是尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率,C瓶内气体的成份是N2、H2
(3)在步骤③中,先加热铁触媒的原因是铁触媒在较高温度时活性增大,加快氨合成的反应速率.反应管E中发生反应的化学方程式是N2+3H22NH3
13.一水硫酸四氨合铜的化学式为[Cu(NH34]SO4•H2O常用作杀虫剂、媒染剂在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分,也是高效、安全的广谱杀菌剂,还是植物生长激素,在施药条件下,能促进作物生长,明显提高作物产量.某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质,设计的合成路线为图1:

相关信息如下:
①[Cu(NH34]SO4•H2O在溶液中存在以下电离(解离)过程:
[Cu(NH34]SO4•H2O=[Cu(NH34]2++SO42-+H2O
[Cu(NH34]2+?Cu2++4NH3
②(NH42SO4在水中可溶,在乙醇中难溶.
③[Cu(NH34]SO4•H2O在乙醇•水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如图2:
请根据信息回答下列问题:
(1)方案1的实验步骤为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.
①加热蒸发用到的仪器有:酒精灯、铁架台、坩埚钳、蒸发皿、玻璃棒.
②该方案存在明显缺陷,因为得到的产物晶体中往往含有Cu(OH)2或Cu2(OH)2SO4杂质,产生该杂质的原因是加热蒸发时氨溶解度降低逸出,使[Cu(NH34]2+?Cu2++4NH3平衡向右移动产生Cu2+,且Cu2+发生水解.
(2)方案2的实验步骤为:
a.向溶液C中加入浓氨水后,再加入适量乙醇,b.过滤(填操作),c.洗涤,d.干燥
①请在上述内填写合适的试剂或操作名称.
②下列选项中,最适合作为步骤c的洗涤液是C.
A.乙醇      B.蒸馏水      C.乙醇和水的混合液     D.饱和硫酸钠溶液
③步骤d不宜采用加热干燥的方法,可能的原因是加热易使[Cu(NH34]SO4•H2O分解(失去水或失去氨气).
12.曾经有一种固氮的方法:1100°C通N2和CaC2反应得到CaCN2.已知:CaCN2+3H2O=2NH3↑+CaCO3
(1)某同学采用图1装置(加热和夹持仪器已略去)制取少量的CaCN2
①U形管中盛放的物质是碱石灰或无水氯化钙等(填一种),其作用是:防止空气中的水进入石英管影响实验
②不能(填“能”或“不能”)用普通玻璃管代替图中石英管;
(2)检验反应后的固体(用W表示)中含有氮元素该同学将适量W溶于水,有气泡产生,说明固体中含有氮元素,该结论不正确.若要得出正确结论,还需进行的实验是将湿润的红色石蕊试纸置于容器口,试纸变蓝色,说明固体中含有氮元素.
(3)测定W中CaCN2的质量分数
步骤Ⅰ:按图2所示装置(夹持仪器已略去)进行实验:关闭弹簧夹,将漏斗中溶液逐滴加入到三颈瓶中,当W反应完全后,打开弹簧夹,通入氮气,直至氨气被200mL0.1mol•L-1硫酸完全吸收.
步骤Ⅱ:准确量取烧杯中溶液20.00mL置于锥形瓶中,滴入几滴指示剂,用cmol•L-1NaOH溶液滴定过量的硫酸,实验测得消耗标准溶液的平均体积为vmL.
已知三种常用指示剂变色pH范围如下:
指示剂abc
变色pH范围3.1~4.48.0~10.04.4~6.2
说明pH<3.1显红色
pH>4.4显黄色
pH<8.0显无色
pH>10.0显红色
pH<4.4显红色
pH>6.2显黄色
①上述滴定过程中,不宜选用的指示剂是b(填字母序号);
②三颈瓶中除了发生生成氨气的反应,还有:CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca(OH)2(用化学方程式表示),烧杯中最终吸收氨气的物质的量为0.04-0.01cvmol;经进一步计算可求得W中CaCN2质量分数.
③上述实验所得结果明显偏小,若不考虑装置的气密性和操作误差,则导致结果偏小的可能原因是步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面,导致反应不完全(写1种).
11.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程.

烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+H2S(aq) (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(l)              (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)?Na2S2O3(aq)                  (Ⅲ)
已知:Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液.
(1)写出Na2S2O3溶液和稀盐酸反应的离子方程式S2O32-+2H+=SO2↑+S↓+H2O.
(2)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若一段时间后液注高度不变,则整个装置气密性良好,装置E的作用是吸收多余的气体,防止污染空气.
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择c.
a.蒸馏水   b.饱和Na2SO3溶液    c.饱和NaHSO3溶液    d.饱和NaHCO3溶液
实验中,已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是淡黄色沉淀完全消失.
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3•5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质.为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整.
实验步骤预期现象和结论
步骤1:取适量产品加适量蒸馏水配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液.
步骤2:
(5)Na2S2O3•5H2O的溶液度随温度升高显著增大,所得产品通过重结晶方法提纯.
 0  171334  171342  171348  171352  171358  171360  171364  171370  171372  171378  171384  171388  171390  171394  171400  171402  171408  171412  171414  171418  171420  171424  171426  171428  171429  171430  171432  171433  171434  171436  171438  171442  171444  171448  171450  171454  171460  171462  171468  171472  171474  171478  171484  171490  171492  171498  171502  171504  171510  171514  171520  171528  203614 

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