Question

18．氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，受熱易分解．某小組模擬制備氨基甲酸銨，反應如下（且溫度對反應的影響比較靈敏）：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）△H＜0
（1）如用圖I裝置制取氨氣，可選擇的試劑是氯化銨與氫氧化鈣．
（2）制備氨基甲酸銨的裝置如圖Ⅱ所示，把NH₃和CO₂通入四氯化碳中，不斷攪拌混合，生成的氨基甲酸銨的小晶體懸浮在CCl₄中．當懸浮物較多時，停止制備．

注：CCl₄與液體石蠟均為惰性介質．
①發(fā)生器用冰水冷卻的原因是防止反應放熱使產(chǎn)物分解，提高反應物轉化率，液體石蠟鼓泡瓶的作用是觀察氣泡調節(jié)NH₃和CO₂通入比例，控制反應速率．
②從反應后的混合物中分離出產(chǎn)品的實驗方法是過濾（填寫操作名稱）．為了得到干燥產(chǎn)品，應采取的方法是c（填寫選項序號）．
a．常壓加熱烘干               b．高壓加熱烘干           c．減壓40℃以下烘干
（3）制得的氨基甲酸銨可能含有碳酸氫銨、碳酸銨中的一種或兩種．
①設計方案，進行成分探究，請?zhí)顚懕碇锌崭瘢?br />限選試劑：蒸餾水、稀HNO₃、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、稀鹽酸．

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結論
步驟1：取少量固體樣品于試管中，加入蒸餾水至固體溶解．	得到無色溶液
步驟2：向試管中加入過量的BaCl2溶液，靜置	若溶液不變渾濁，證明固體中不含碳酸銨．
步驟3：向試管中繼續(xù)加入：_______．	_______，證明固體中含有碳酸氫銨．

②根據(jù)①的結論：取氨基甲酸銨樣品3.95g，用足量氫氧化鋇溶液充分處理后，過濾、洗滌、干燥，測得沉淀質量為1.97g．則樣品中氨基甲酸銨的物質的量分數(shù)為80%．[M_r（NH₂COONH₄）=78、M_r（NH₄HCO₃）=79、M_r（BaCO₃）=197]．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生裝置符合固體與固體加熱制備氣體，利用氫氧化鈣與氯化銨在加熱條件下制備氨氣；
（2）①氨基甲酸銨受熱易分解，且生成氨基甲酸銨的反應為放熱反應；通過氣泡調節(jié)NH₃和CO₂通入比例，控制反應速率；
②分離互不相溶的固體與液體，采取過濾方法；氨基甲酸銨受熱易分解，采取減壓低溫烘干；
（3）①根據(jù)實驗目的，檢驗氨基甲酸銨可能含有碳酸氫銨、碳酸銨中的一種或兩種，通過向試管中加入過量的BaCl₂溶液，靜置溶液不變渾濁，證明固體中不含碳酸銨；在不含碳酸銨的基礎上在通過向試管中加入少量澄清石灰水，看溶液是否變渾濁證明固體中是否含有碳酸氫銨；
②最終達到沉淀為碳酸鋇，通過碳原子守恒計算碳酸氫銨的質量，可得樣品中氨基甲酸銨的質量，進而計算質量分數(shù)．

解答 解：（1）發(fā)生裝置符合固體與固體加熱制備氣體，可以利用氫氧化鈣與氯化銨在加熱條件下制備氨氣，
故答案為：氯化銨與氫氧化鈣；
（2）①氨基甲酸銨受熱易分解，且生成氨基甲酸銨的反應為放熱反應，用冰水冷卻，防止反應放熱使產(chǎn)物分解，并有利于平衡正向移動，提高反應物轉化率；
通過觀察氣泡調節(jié)NH₃和CO₂通入比例，控制反應速率；
故答案為：防止反應放熱使產(chǎn)物分解，提高反應物轉化率；觀察氣泡調節(jié)NH₃和CO₂通入比例，控制反應速率；
②分離互不相溶的固體與液體，采取過濾方法；氨基甲酸銨受熱易分解，采取減壓低溫烘干，即選擇減壓40℃以下烘干，
故答案為：過濾；c；
（3）①檢驗氨基甲酸銨可能含有碳酸氫銨、碳酸銨中的一種或兩種，實驗操作為取少量固體樣品于試管中，加入蒸餾水至固體溶解，向試管中加入過量的BaCl₂溶液，若溶液不變渾濁，證明固體中不含碳酸銨，
取試管中的上層清液，滴加澄清石灰水，若溶液變渾濁，證明固體中含有碳酸氫銨，
故答案為：

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結論
步驟3：少量澄清石灰水	溶液變渾濁

；
②最終達到沉淀為碳酸鋇，碳酸鋇物質的量為$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，根據(jù)碳元素守恒可知碳酸氫銨的質量為0.01mol，則可得樣品中氨基甲酸銨的質量為3.95g-0.01mol×79g/mol=3.16g，故樣品中氨基甲酸銨的質量為$\frac{3.16g}{3.95g}$×100%=80%，
故答案為：80%．

點評 本題考查物質制備實驗、物質組成探究實驗、物質的分離提純、對裝置的分析評價、物質含量的測定、對信息的獲取與遷移應用等，需要學生具備扎實的基礎與靈活應用能力，題目難度中等．