Question

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) + Q   (Q > 0 )
（1）如用如圖裝置制取氨氣，你所選擇的試劑是                  。

制備氨基甲酸銨的裝置如下圖所示，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。
（2）發生器用冰水冷卻的原因是___________ __    _。
（3）液體石蠟鼓泡瓶的作用是_______。
（4）從反應后的混合物中分離出產品的實驗方法是_______（填寫操作名稱）。為了得到干燥產品，應采取的方法是________（填寫選項序號）。
a. 常壓加熱烘干        b. 高壓加熱烘干       c. 真空40 ℃以下烘干
（5）尾氣處理裝置如圖所示。雙通玻璃管的作用：________      ；濃硫酸的作用：                       、______________        _。

（6）取因部分變質而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品0.7820 g，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1.000 g。則樣品中氨基甲酸銨的物質的量分數為
___________。（精確到2位小數）

Answer 1

（1） 濃氨水與生石灰（氫氧化鈉固體等） （2分，合理即給分）
（2）降低溫度，提高反應物轉化率（或降低溫度，防止因反應放熱造成產物分解）（2分）
（3） 通過觀察氣泡，調節NH₃與CO₂通入比例 （1分）
（4）過濾    c（各1分，共2分）
（5）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（各1分，共3分）
（6）0.80或80%（有效數字沒有考慮扣1分） （2分）

試題分析：（1）由于氨水中存在平衡關系NH₃＋H₂ONH₃·H₂ONH₄^＋＋OH^－，所以要利用濃氨水制備氨氣，可以把濃氨水滴入到固體氧化鈣或氫氧化鈉，在溶解過程中放熱且溶液中c(OH^－)增大，使濃氨水分解生成氨氣。
（2）反應2NH₃（g）+CO₂（g）NH₂COONH₄（s）+Q是放熱反應，降低溫度平衡向正反應方向進行，有利于氨基甲酸銨上網生成。且氨基甲酸銨受熱易分解，所以反應過程中需要用冰水冷卻。
（3）因為氣體參與反應的不易控制反應速率和用量，所以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，即通過觀察氣泡，調節NH₃與CO₂通入比例。
（4）制備氨基甲酸銨的裝置如圖所示，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，其晶體懸浮在四氯化碳中，分離產品的實驗方法利用過濾得到，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，所以答案選c。
（5）氨氣易溶于水，所以需要有防倒吸裝置，雙通玻璃管的作用是防止液體倒吸；氨氣是堿性氣體，濃硫酸是強酸，且具有吸水性，所以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。
（6）取因部分變質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，使碳元素完全轉化為碳酸鈣，過濾、洗滌、干燥，測得質量為1.000g。該物質是碳酸鈣，其物質的量為1.000g÷100g/mol＝0.010mol。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，依據碳原子守恒得到；x+y＝0.01，又因為78x+79y＝0.7820，解得x＝0.008mol、y＝0.002mol，則樣品中氨基甲酸銨的物質的量分數＝×100%＝80%。