Question

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。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) + Q   (Q > 0 )

（1）如用如图装置制取氨气，你所选择的试剂是                   。

制备氨基甲酸铵的装置如下图所示，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。 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。

（2）发生器用冰水冷却的原因是___________ __     _。

（3）液体石蜡鼓泡瓶的作用是_______。

（4）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. 真空40 ℃以下烘干

（5）尾气处理装置如图所示。双通玻璃管的作用：________       ；浓硫酸的作用：                        、______________         _。

（6）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820 g，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1.000 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为

___________。（精确到2位小数）

 

Answer 1

【答案】

（1） 浓氨水与生石灰（氢氧化钠固体等） （2分，合理即给分）

（2）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分）

（3） 通过观察气泡，调节NH₃与CO₂通入比例 （1分）

（4）过滤    c（各1分，共2分）

（5）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（各1分，共3分）

（6） 0.80或80%（有效数字没有考虑扣1分）  （2分）

【解析】

试题分析：（1）由于氨水中存在平衡关系NH₃＋H₂ONH₃·H₂ONH₄^＋＋OH^－，所以要利用浓氨水制备氨气，可以把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠，在溶解过程中放热且溶液中c(OH^－)增大，使浓氨水分解生成氨气。

（2）反应2NH₃（g）+CO₂（g）NH₂COONH₄（s）+Q是放热反应，降低温度平衡向正反应方向进行，有利于氨基甲酸铵上网生成。且氨基甲酸铵受热易分解，所以反应过程中需要用冰水冷却。

（3）因为气体参与反应的不易控制反应速率和用量，所以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，即通过观察气泡，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，其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，所以答案选c。

（5）氨气易溶于水，所以需要有防倒吸装置，双通玻璃管的作用是防止液体倒吸；氨气是碱性气体，浓硫酸是强酸，且具有吸水性，所以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。

（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。该物质是碳酸钙，其物质的量为1.000g÷100g/mol＝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，依据碳原子守恒得到；x+y＝0.01，又因为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＝×100%＝80%。

考点：考查氨气制备、仪器选择、实验条件控制、物质合成实验方案设计与评价以及物质含量的计算等