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3.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)△H<0
(1)如用下图I装置制取氨气,可选择的试剂是浓氨水与氢氧化钠固体(或浓氨水与碱石灰或浓氨水与生石灰).
(2)制备氨基甲酸铵的装置如图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(或通过观察气泡,控制NH3与CO2的反应速率).
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.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.
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:向试管中继续加入少量澄清石灰水.溶液变浑浊,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6.58g,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3.94g.则样品中氨基甲酸铵的质量分数为76%..
[保留两位有效数字,已知Mr(NH2COONH4)=78、Mr(NH4HCO3)=79、Mr(BaCO3)=197].

分析 (1)装置1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;
(2)①反应是放热反应降温平衡正向进行;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)①根据实验目的,检验氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种,通过向试管中加入过量的BaCl2溶液,静置溶液不变浑浊,证明固体中不含碳酸铵;在不含碳酸铵的基础上在通过向试管中加入少量澄清石灰水,看溶液是否变浑浊证明固体中是否含有碳酸氢铵;
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量分数.

解答 解:(1)把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠或碱石灰,在溶解过程中放热使浓氨水分解生成氨气,
故答案为:浓氨水与氢氧化钠固体(或浓氨水与碱石灰或浓氨水与生石灰)等;
(2)①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;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(或通过观察气泡,控制NH3与CO2的反应速率),
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);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)①根据实验目的,检验氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种,通过向试管中加入过量的BaCl2溶液,静置溶液不变浑浊,证明固体中不含碳酸铵;在不含碳酸铵的基础上在通过向试管中加入少量澄清石灰水,看溶液是否变浑浊证明固体中是否含有碳酸氢铵,故答案为:

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
②取混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品6.58g,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3.94g,即BaCO3为3.94g,物质的量为n=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol,设6.58g样品中氨基甲酸铵物质的量为x,碳酸氢铵物质的量为y,由碳元素守恒可知,
x+y=0.02mol,78x+79y=6.58g
解得x≈0.064mol y≈0.046mol    则样品中氨基甲酸铵的质量分数=$\frac{0.064mol×78g/mol}{6.58g}$×100%≈76%,
故答案为:76%.

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
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13.下列物质不属于硅酸盐产品的是(  )
A.水晶B.有色玻璃C.青花瓷D.水泥

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14.单质Z是一种常见的半导体材料,可由X通过如下图所示的路线制备,其中X为Z的氧化物,Y为氢化物,分子结构与甲烷相似,回答下列问题:

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(2)由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为Mg2Si+4HCl=2 MgCl2+SiH4↑,Y分子的电子式为
(3)能与X发生化学反应的酸是氢氟酸;由X制备Mg2Z的化学方程式为SiO2+4Mg$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2MgO+Mg2Si.

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11.请回答下列问题:
(1)火箭燃料液态偏二甲肼(C2H8N2)是用液态N2O4作氧化剂,二者反应放出大量的热,生成无毒、无污染的气体和水.已知室温下,1g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ,则该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)△H=-2550 kJ•mol-1
(2)298K时,在2L固定体积的密闭容器中,发生可逆反应:2NO2(g)?N2O4(g)△H=-a kJ•mol-1 (a>0).N2O4的物质的量浓度随时间变化如图1.达平衡时,N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题:

①298k时,该反应的平衡常数为6.67L•mol-1(精确到0.01).
②下列情况不是处于平衡状态的是a:
a.混合气体的密度保持不变;b.混合气体的颜色不再变化; c.气压恒定时.
③若反应在398K进行,某时刻测得n(NO2)=0.6mol  n(N2O4)=1.2mol,则此时V(正)<V(逆)(填“>”、“<”或“=”).
(3)工业上“除钙、镁”的原理反应为:MgSO4+2NaF═MgF2↓+Na2SO4;CaSO4+2NaF═CaF2↓+Na2SO4
已知KSP(CaF2)=1.11×10-10,KSP(MgF2)=7.40×10-11,加入过量NaF溶液反应完全后过滤,则滤液中 $\frac{c(C{a}^{2+})}{c(M{g}^{2+})}$=1.5.
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+).现用图2装置模拟上述过程,则:Co2+在阳极的电极反应式为:Co2+-e-=Co3+
除去甲醇的离子方程式为6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

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18.下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系不正确的是(  )
A.常温下,将pH=2的盐酸和pH=12的氨水等体积混合后:c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+
B.0.1 mol•L-1 Na2CO3溶液:2c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32?)+c(H2CO3
C.0.1 mol•L-1 NH4Cl溶液:c(NH4+)=c( Cl-
D.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到的酸性混合溶液:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-

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8.设NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的是(  )
①31g白磷含有的P-P键数为NA   ②1mol CH3+(碳正离子)中含有电子数为9NA
③1mol铜与足量硫蒸气反应,转移电子数为2NA   ④用惰性电极电解CuCl2溶液,阴极析出32g铜时,线路中通过的电子数为NA⑤0.84g NaHCO3晶体中阳离子和阴离子总数为0.03NA    ⑥3.9g Na2O2吸收足量的CO2时转移的电子数是0.05NA
A.①④⑥B.④⑥C.②③④D.②④⑥

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15.葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质.葡萄糖酸钙可通过以下反应制得:
C6H12O6(葡萄糖)+Br2+H2O→C6H12O7(葡萄糖酸)+2HBr
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相关物质的溶解性见下表:
物质名称葡萄糖酸钙葡萄糖酸溴化钙氯化钙
水中的溶解性可溶于冷水
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实验流程如下:

完成下列填空:
(1)第②步中所加CaCO3还发生了其他反应,写出其中一个主要反应的方程式CaCO3+2HBr=CaBr2+CO2↑+H2O;
充分反应后CaCO3固体需有剩余,目的是提高葡萄糖酸的转化率,便于后续分离;
(2)第③步需趁热过滤,原因是葡萄糖酸钙冷却后结晶析出,如不趁热过滤会损失产品;
(3)第④步加入乙醇的作用是可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度,有利于葡萄糖酸钙析出;
(4)第⑥步中,下列洗涤剂最合适的是d.
a.冷水          b.热水         c.乙醇       d.乙醇-水混合溶液
锌是人体健康所必需的元素,葡萄糖酸锌是一种常用的补锌剂,对婴儿及青少年的智力和身体发育有重要作用.工业上以葡萄糖酸钙为原料通过如下两步制备葡萄糖酸锌:

步骤1:充分反应后,过滤除去CaSO4沉淀.步骤2:将葡萄糖酸溶液与ZnO混合.
(5)步骤2中,待其充分反应后,须继续加入葡萄糖酸溶液至pH为5.8,目的是抑制Zn2+的水解.
(6)下列物质可替代ZnO的是be(填字母).
a.NH3•H2O      b.Zn(OH)2       c.NaOH      d.ZnSO4 e.ZnCO3

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.下列说法正确的是(  )
A.工业上常通过电解熔融的MgO冶炼金属镁
B.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
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D.在铁上镀铜,应选用铜作阴极

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.工业制氯化铜时,将浓盐酸用蒸气加热至80℃左右,慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁)反应如下:CuO+2HCl═CuCl2+H2O,FeO+2HCl═FeCl2+H2O.已知:pH≥9.6时,Fe2+以Fe(OH)2的形式完全沉淀;pH≥6.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式完全沉淀;pH在3~4时,Fe3+以Fe(OH)3的形式完全沉淀.
(1)为除去溶液中的Fe2+,可以采用的方法是C
A.直接加碱,调整溶液pH≥9.6                    B.加纯铜粉,将Fe2+还原出来
C.先将Fe2+氧化为Fe3+,再调整pH在3~4         D.通入硫化氢,使Fe2+直接沉淀
(2)工业上为除去溶液中的Fe2+,常使用NaClO,当向溶液中加入NaClO后,溶液pH变化情况是B
A.肯定减小        B.肯定增大        C.可能减小         D.可能增大
(3)若此溶液中只含有Fe3+时,要调整pH在3~4之间,此时最好向溶液中加入D
A.NaOH溶液        B.氨水        C.CuCl2溶液         D.CuO固体.

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