Question

12．氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，易分解、易水解，可用做肥料、滅火劑、洗滌劑等．某化學興趣小組用模擬制備氨基甲酸銨，反應的化學方程式如下：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）△H＜0
（1）如用1圖裝置制取氨氣，選擇的試劑可以是BC（填序號）．
A．氯化銨固體與消石灰固體      B．濃氨水與堿石灰
C．濃氨水與NaOH固體          D．氯化銨溶液與燒堿溶液
（2）制備氨基甲酸銨的裝置如圖2，把氨氣和二氧化碳通入四氯化碳中，不斷攪拌混合，生成的氨基甲酸銨小晶體懸浮在四氯化碳中．當懸浮物較多時，停止制備．（注：四氯化碳與液體石蠟均為惰性介質(zhì)）

①發(fā)生器用冰水冷卻的原因是降低溫度，促平衡正向移動，提高反應物轉(zhuǎn)化率（或降低溫度，防止因反應放熱造成產(chǎn)物分解）；液體石蠟鼓泡瓶的作用是通過觀察氣泡，調(diào)節(jié)NH₃與CO₂通入比例．
②尾氣處理裝置如圖3所示．
雙通玻璃管的作用：防止倒吸；濃硫酸的作用：吸收多余氨氣、防止空氣中水蒸氣進入反應器使氨基甲酸銨水解．
（3）取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品0.7820g，用足量石灰水充分處理后，使所有碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，過濾、洗滌、干燥，測得質(zhì)量為1.000g．則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分數(shù)為79.80%．
[M_r（NH₂COONH₄）=78、M_r（NH₄HCO₃）=79、M_r（CaCO₃）=100]．

Answer 1

分析 本題是利用氨氣和二氧化碳在四氯化碳有機溶劑里通過加熱制得氨基甲酸銨的制備實驗方案的設計，題中涉及到氨氣的實驗室制備、反應器溫度的控制、二氧化碳氣流的控制以及反應混合物的分離與提純，以及產(chǎn)品純度分析．
（1）裝置1是利用分液漏斗滴入液體溶解錐形瓶中的固體，利用溶解放熱使氨水分解生成氨氣；
（2）①此反應是可逆反應，正反應是放熱反應，結(jié)合平衡移動理論，為提高反應物的轉(zhuǎn)化率，需降溫促平衡正向進行，另外也要考慮產(chǎn)物的不穩(wěn)定性，降溫可避免產(chǎn)物分解；液體石蠟鼓泡瓶的主要作用是控制反應進行程度，控制氣體流速和原料氣體的配比；
②依據(jù)反應過程中的產(chǎn)物分析，不能把污染性的氣體排放到空氣中，吸收易溶于水的氣體需要放倒吸，另外還可以結(jié)合濃硫酸的吸水性和產(chǎn)品易水解考慮；
（3）碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品中，使碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，依據(jù)碳原子守恒和混合物質(zhì)量計算出二者的物質(zhì)的量，再計算出樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分數(shù)．

解答 解：（1）把濃氨水滴入到固體氧化鈣或氫氧化鈉，在溶解過程中放熱使?jié)獍彼�分解生成氨氣，故選BC； 
（2）①反應2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）+Q，是放熱反應，降溫平衡正向進行，溫度升高；發(fā)生器用冰水冷卻提高反應物質(zhì)轉(zhuǎn)化率，防止生成物溫度過高分解，液體石蠟鼓泡瓶的作用是控制反應進行程度，控制氣體流速和原料氣體的配比，
故答案為：降低溫度，促平衡正向移動，提高反應物轉(zhuǎn)化率（或降低溫度，防止因反應放熱造成產(chǎn)物分解）；通過觀察氣泡，調(diào)節(jié)NH₃與CO₂通入比例；
②氨氣易溶于水或酸溶液，容易產(chǎn)物倒吸現(xiàn)象，雙通玻璃管的作用是防止液體倒吸；濃硫酸起到吸收多余的氨氣，同時防止空氣中水蒸氣進入反應器使氨基甲酸銨水解，
故答案為：防止倒吸；吸收多余氨氣；防止空氣中水蒸氣進入反應器使氨基甲酸銨水解；
（3）取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品0.7820g，用足量石灰水充分處理后，使碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，過濾、洗滌、干燥，測得質(zhì)量為1.000g，碳酸鈣物質(zhì)的量為$\frac{1.000g}{100g/mol}$=0.010mol，設樣品中氨基甲酸銨物質(zhì)的量為x，碳酸氫銨物質(zhì)的量為y，依據(jù)碳元素守恒得到$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.01}\\{78x+79y=0.7820}\end{array}\right.$，解得x=0.008mol    y=0.002mol，則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分數(shù)為$\frac{0.008mol×78g/mol}{0.7820g}$×100%=79.80%，
故答案為：79.80%．

點評 本題考查了物質(zhì)制備實驗的設計應用，主要是氨氣的制備方法，氨基甲酸的制備實驗裝置分析判斷，實驗基本操作，混合物分離的實驗設計，有關混合物的計算，題目難度中等．