练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    15．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．某化学兴趣小组用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）制备氨基甲酸铵的装置如图1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．
    ①发生器用冰水冷却的原因是此反应为放热反应，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），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
    ③尾气处理装置如图2所示，能否将浓H2SO4改为稀H2SO4否（填“能”或“否”），理由是浓硫酸可以防止水蒸气进入反应容器使氨基甲酸铵水解（或者稀硫酸中水蒸气可能进入反应容器导致氨基甲酸铵水解）；
    （2）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.570g，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2.000g．则样品中氨基甲酸铵的质量分数为79.5%．[Mr（NH2COONH4）=78、Mr（NH4HCO3）=79、Mr（CaCO3）=100]．

    分析 本题是利用氨气和二氧化碳在四氯化碳有机溶剂里通过加热制得氨基甲酸铵的制备实验方案的设计，题中涉及到氨气的实验室制备、反应器温度的控制、二氧化碳气流的控制以及反应混合物的分离与提纯，以及产品纯度分析．
    （1）①此反应是可逆反应，正反应是放热反应，结合平衡移动理论，为提高反应物的转化率，需降温促平衡正向进行，另外也要考虑产物的不稳定性，降温可避免产物分解；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；
    ②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；
    ③氨基甲酸铵易水解，稀硫酸无吸水性，浓硫酸具有吸水性，防止水蒸气进入反应容器使氨基甲酸铵水解；
    （2）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质量分数．

    解答 解：（1）①反应2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（s）△H＜0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，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：此反应为放热反应，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；
    ②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；
    故答案：过滤；c；
    ③氨基甲酸铵易水解，浓硫酸具有吸水性，浓硫酸起到吸收多余的氨气的同时，能防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解，稀硫酸虽能吸收氨气，但不能吸水，
    故答案为：否；浓硫酸可以防止水蒸气进入反应容器使氨基甲酸铵水解（或者稀硫酸中水蒸气可能进入反应容器导致氨基甲酸铵水解）；
    （2）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.570g，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2.000g，物质的量为0.020mol，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=0.02；78x+79y=1.570       解得x=0.016mol    y=0.004mol
    则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=$\frac{0.016mol×78g/mol}{1.570g}$×100%≈79.5%，
    故答案为：79.5%．

    点评 本题考查了物质制备实验的设计应用，主要是氨气的制备方法，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，题目难度中等．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    8．甲烷与氧气的质量比为1：4时极易爆炸，若参与爆炸的甲烷在标准状况下的体积是3.36L，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则该爆炸中转移的电子数是（　　）
    A．0.15NAB．0.6NAC．1.2NAD．2.4NA

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    6．正丁醚常用作有机反应的溶剂．实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下：2CH3CH2CH2CH2OH$→_{△}^{浓硫酸}$CH3CH2CH2CH2）2O，反应物和产物的相关数据如下表：
    相对分子质量沸点/℃密度/（g/cm3）水中的溶解性
    正丁醇74117.20.8109微溶
    正丁醚130142.00.7704几乎不溶
    ①将6mL浓硫酸和37g正丁醇，按一定顺序添加到A中，并加几粒沸石．
    ②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间．
    ③分离提纯：待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70mL水的温度分液漏斗中，振摇后静置，分液得粗产物．
    ④粗产物依次用40mL水、20mL NaOH溶液和40mL水洗涤，分液后加入约3g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙．
    ⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11g．请回答：
    （1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为：应先加正丁醇．
    （2）加热A前，需先从b（填“a”或“b”）口向B中通入水．
    （3）步骤③的目的是初步洗去浓H2SO4，振摇后静置，粗产物应上（填“上”或“下”）口倒出．
    （4）步骤④中最后一次水洗的目的为洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐Na2SO4．
    （5）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集D（填选项字母）左右的馏分．
    A．100℃B．117℃C．135℃D．142℃
    （6）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A．分水器中上层液体的主要成分为正丁醇，下层液体的主要成分为水．
    （7）本实验中，正丁醚的产率为34%（精确到1%）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：计算题

    3．碱式碳酸钠铝[NaaAlb（OH）c（CO3）d]可用作阻燃剂、抗酸剂等．其制备方法是：控制温度、pH，向NaHCO3稀溶液中加入Al（OH）3，并搅拌，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得碱式碳酸钠铝．
    （1）碱式碳酸钠铝[NaaAlb（OH）c（CO3）d]中a、b、c、d之间的关系为a+3b=c+2d．
    （2）碱式碳酸钠铝作为阻燃剂的可能原因：①在分解过程中大量吸热；②本身及产物无毒且不可燃；③产生阻燃性气体CO2、H2O．
    （3）若pH过高，则对产品的影响是pH过高会使碱式碳酸钠铝转化为NaAlO2．
    （4）为确定碱式碳酸钠铝的组成，进行如下实验：
    ①准确称取2.880g样品用足量稀硝酸溶解，得到CO2 0.448L（已换算成标准状况下），并测得溶液中含有0.02mol Al3+．
    ②加热至340℃以上时样品迅速分解，得到金属氧化物、CO2和H2O．当样品分解完全时，样品的固体残留率（固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%）为56.9%，根据以上实验数据确定碱式碳酸钠铝的组成（写出计算过程）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：推断题

    10．某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用．其实验方案如下：

    回答下列问题：
    （1）写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，有人认为合金与烧碱溶液形成了原电池，则作为原电池负极的物质是Al．
    （2）由滤液A制AlCl3溶液的途径有①和②两种，你认为合理的是途径②．由AlCl3溶液获得AlCl3晶体的方法是将溶液低温蒸发浓缩过滤，所得固体在氯化氢的氛围里蒸干．
    （3）用粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径③相比，途径④明显具有的两个优点是：产生等量胆矾途径④消耗硫酸少、途径④不会产生污染大气的气体．
    （4）通过途径④实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、加热浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥．其中“加热通氧气”所起的作用为2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O（用离子方程式表示）．
    （5）在测定所得胆矾（CuSO4•xH2O）中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行4次．若测定结果x值偏高，可能的原因是aef．
    a．加热温度过高              b．胆矾晶体的颗粒较大
    c．加热后放在空气中冷却      d．胆矾晶体部分风化
    e．加热时胆矾晶体飞溅出来    f．所用坩埚事先未干燥（潮湿）

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    20．已知：ICl的熔点为13.90C，沸点为97.40C，易水解，ICl3的熔点为1110C，它们能发生反应：（图中夹持装置略去）
    ICl（l）+Cl2（g）═ICl3（l）

    （1）装置A中发生反应的化学方程式是KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O．
    （2）装置B的作用是除去氯气中的氯化氢．不能用装置F代替装置E，理由装置F中的水蒸气会进入装置D中，使ICl水解．
    （3）所制得的ICl中溶有少量ICl3杂质，提纯的方法是C （填标号）．
    A．过滤B．蒸发结晶C．蒸馏       D．分液
    （4）用ICl的冰醋酸溶液测定某油脂的不饱和度．进行如下两个实验，实验过程中有关反应为：
    ①
    ②ICl+KI═I2+KCl
    ③I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6
    实验1：将5.00g该油脂样品溶于四氯化碳后形成100mL溶液，从中取出十分之一，加入20mL某ICl的冰醋酸溶液（过量），充分反应后，加入足量KI溶液，生成的碘单质用a mol．L-1的Na2S2O3 标准溶液滴定．经平行实验，测得消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为V1mL．
    实验2（空白实验）：不加油脂样品，其它操作步骤、所用试剂及用量与实验1完全相同，测得消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为V2mL．
    ①滴定过程中可用淀粉溶液 作指示剂．
    ②滴定过程中需要不断振荡，否则会导致V1偏小 （填“偏大”或“偏小）．
    ③5.00g该油脂样品所消耗的ICl的物质的量为5a（V2-V1）×10-3mol．由此数据经换算即可求得该油脂的不饱和度．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    7．已知X+Y═M+N为放热反应．下列关于该反应的说法中，正确的是（　　）
    A．Y的能量一定高于N
    B．X、Y的能量总和高于M、N的能量总和
    C．因为该反应为放热反应，故不必加热就可发生
    D．断裂X、Y的化学键所吸收的能量高于形成M、N的化学键所放出的能量

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    4．下列推断合理的是（　　）
    A．浓H2SO4有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应
    B．金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应
    C．明矾[KAl（SO4）2•12H2O]在水中能形成Al（OH）3胶体，可用作净水剂
    D．将SO2通入品红溶液中，溶液褪色后加热恢复原色；将SO2通入溴水，溴水褪色后加热也能恢复原色

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：推断题

    5．有机物A、B、C、D、E、F、G、H相互转化关系如图所示．5.2g F能与100mL 1mol/L NaOH溶液恰好完全中和，0.1molF还能与足量NaHCO3反应在标准状况下放出4.48LCO2．D的分子式为C3H3O2Na，E的分子中含有羧基．
    （1）写出物质C中的官能团的名称：溴原子、羟基；
    （2）写出物质F、H的结构简式；
    FHOOCCH2COOH、H；
    （3）写出反应④的化学反应类型：④取代（水解）反应；
    （4）写出变化①的化学方程式BrCH2CH2COOH+2NaOH$→_{△}^{C_{2}H_{5}OH}$CH2=CHCOONa+NaBr+2H2O
    （5）写出相对分子质量比B大14，且与B具有相同官能团的所有物质的结构简式（不考虑立体异构）．CH2=CHCH2COOH或CH3CH=CHCOOH或CH2=C（CH3）COOH．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案