Question

5．氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，易分解，易吸水，溶于水后與水反應(yīng)生成碳酸氫銨和一水合氨：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O．可用作肥料、滅火劑、洗滌劑等．某化學(xué)興趣小組模擬工業(yè)原理制備氨基甲酸銨，反應(yīng)的方程式：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）△H＜0．

（1）如圖1所示裝置制取氨氣，你所選擇的試劑是濃氨水與生石灰或氫氧化鈉固體等．
（2）制備氨基甲酸銨的裝置如圖2所示，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(dāng)懸浮物較多時(shí)，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降低溫度，促平衡正向移動(dòng)，提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率（或降低溫度，防止因反應(yīng)放熱造成產(chǎn)物分解）．液體石蠟鼓泡瓶的作用是通過(guò)觀察氣泡，調(diào)節(jié)NH₃與CO₂通入比例．
②從反應(yīng)后的混合物中分離出產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)方法是過(guò)濾（填寫操作名稱）．  為了得到干燥產(chǎn)品，應(yīng)采取的方法是c（填寫選項(xiàng)序號(hào)）．
a．常壓加熱烘干    b．高壓加熱烘干    c．真空40℃以下烘干
③尾氣處理裝置如圖3所示．
濃硫酸的作用：吸收多余氨氣、防止空氣中水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)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1.1730g，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(guò)濾、洗滌、干燥，測(cè)得質(zhì)量為1.500g．則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為80%．
[Mr（NH₂COONH₄）=78，Mr（NH₄HCO₃）=79，Mr（CaCO₃）=100]．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，為固體與液體混合制備氨氣，且不需要加熱；
（2）①反應(yīng)2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）+Q，是放熱反應(yīng)，降溫平衡正向進(jìn)行；液體石蠟鼓泡瓶可觀察到氣體的流速；
②生成的氨基甲酸銨小晶體懸浮在四氯化碳中，得到干燥產(chǎn)品時(shí)應(yīng)防止分解和氧化；
③濃硫酸可吸收氨氣、水；
（3）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(guò)濾、洗滌、干燥，測(cè)得質(zhì)量為1.500g，n（碳酸鈣）=$\frac{1.500g}{100g/mol}$=0.015mol，結(jié)合元素守恒、質(zhì)量守恒計(jì)算．

解答 解：（1）由圖可知，為固體與液體混合制備氨氣，且不需要加熱，則把濃氨水滴入到固體氧化鈣或氫氧化鈉，在溶解過(guò)程中放熱使?jié)獍彼�分解生成氨氣�?br />故答案為：濃氨水與生石灰或氫氧化鈉固體等；
（2）①反應(yīng)2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）+Q，是放熱反應(yīng)，降溫平衡正向進(jìn)行，溫度升高；發(fā)生器用冰水冷卻提高反應(yīng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化率，防止生成物溫度過(guò)高分解，液體石蠟鼓泡瓶的作用是控制反應(yīng)進(jìn)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(dòng)，提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率（或降低溫度，防止因反應(yīng)放熱造成產(chǎn)物分解）；通過(guò)觀察氣泡，調(diào)節(jié)NH₃與CO₂通入比例；
②制備氨基甲酸銨的裝置如圖2所示，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，分離產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)方法利用過(guò)濾得到，為防止產(chǎn)品分解和被氧化，采用真空40℃以下烘干，
故答案為：過(guò)濾；c；
③濃硫酸起到吸收多余的氨氣，同時(shí)防止空氣中水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解，故答案為：吸收多余氨氣、防止空氣中水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)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1.1730g，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(guò)濾、洗滌、干燥，測(cè)得質(zhì)量為1.500g，碳酸鈣物質(zhì)的量為$\frac{1.500g}{100g/mol}$=0.015mol，設(shè)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，
由碳元素守恒及質(zhì)量守恒可知
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.015}\\{78x+79y=1.1730}\end{array}\right.$，
解得x=0.012mol、y=0.003mol，
則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.012mol}{0.012mol+0.03mol}$×100%=80%，
故答案為：80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握氣體的制備原理、平衡移動(dòng)原理、混合物分離提純等為解答的關(guān)鍵，（3）中注意守恒法應(yīng)用，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)、計(jì)算能力的綜合考查，題目難度中等．