Question

11．氨基甲酸銨（H₂NCOONH₄）是一種易分解、易水解的白色固體，可用于化肥、滅火劑、洗滌劑等．某化學興趣小組模擬工業(yè)原理制備氨基甲酸銨：
反應式：2NH₃ （g）+CO₂ （g）?H₂NCOONH₄△H＜0
（1）如果使用如圖1所示的裝置制取NH₃，你所選擇的試劑是濃氨水與氫氧化鈉固體（CaO、堿石灰）等．

（2）制備氨基甲酸銨的裝置如圖2．把氨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．）
①發(fā)生器用冰水冷卻的原因是降低溫度，提高反應物的轉化率，液體石蠟鼓泡瓶的作用是調節(jié)NH₃與CO₂通入比例，發(fā)生反應的儀器名稱是三頸燒瓶．
②從反應后的混合物中過濾分離出產品．為了得到干燥產品，應采取的方法是c （選填序號）
a．常壓加熱烘干      b．高壓加熱烘干      c．真空40℃以下烘干
（3）尾氣有污染，可用稀硫酸溶液吸收處理．
（4）取因部分變質而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨錢樣品1.1730g，用足量石灰水充分處理后，使碳元素完全轉化為碳酸鈣，過濾、洗滌、干燥，測得質量為1.500g．樣品中氨基甲酸銨的質量分數(shù)為80%．[己知Mr（H₂NCOONH₄）=78，Mr（NH₄HCO₃）=79，Mr（CaCO₃）=100]．

Answer 1

分析 利用濃氨水與氫氧化鈉固體制備氨氣，再將氨氣和二氧化碳通入四氯化碳中，不斷攪拌混合生成氨基甲酸銨，因反應是放熱反應，為了防止產物因溫度高分解及提高反應物的轉化率，選擇利用冰水進行水浴降溫，
（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反應是放熱反應降溫平衡正向進行，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生成的氨基甲酸銨小晶體懸浮在四氯化碳中，利用過濾得到的氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，易分解，應選擇低溫干燥；
（3）尾氣為氨氣，可與稀硫酸反應；
（4）碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品中，使碳元素完全轉化為碳酸鈣，依據(jù)碳元素守恒和混合物質量計算物質的量分數(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�?br />故答案為：濃氨水與氫氧化鈉固體（CaO、堿石灰）等；
（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轉化率，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，發(fā)生反應的儀器名稱是三頸燒瓶，
故答案為：降低溫度，提高反應物的轉化率；通過觀察氣泡，調節(jié)NH₃與CO₂通入比例；三頸燒瓶；
②生成的氨基甲酸銨小晶體懸浮在四氯化碳中，利用過濾得到的氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，易分解、不能加熱烘干，應在真空40℃以下烘干，故答案為：c；
（3）尾氣為氨氣，可與稀硫酸反應，可用稀硫酸吸收，故答案為：稀硫酸；
（4）取因部分變質而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品11.73g，用足量石灰水充分處理后，使碳元素完全轉化為碳酸鈣，過濾、洗滌、干燥，測得質量為15.00g，碳酸鈣的物質的量為0.15mol，設樣品中氨基甲酸銨物質的量為x，碳酸氫銨物質的量為y，依據(jù)碳元素守恒得到；
x+y=0.15
78x+79y=11.73
解得x=0.12mol
y=0.03mol
則樣品中氨基甲酸銨的物質的量分數(shù)=$\frac{0.12mol×78g/mol}{11.73g}$×100%=80%，故答案為：80%．

點評 本題考查了物質制備實驗的設計應用，為高考常見題型，側重考查學生的分析能力，實驗能力和計算能力，注意把握氨氣的制備方法，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．