Question

【題目】氨基甲酸銨(NH2COONH4)是重要的氨化劑，分解溫度40℃，遇水水解為碳酸氫銨。某研究小組欲探究NH2COONH4的制備與性質。

Ⅰ.實驗室制備NH2COONH4

反應原理：2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s) ΔH<0。

（1）裝置A中發生的化學反應方程式為__________________________________。

（2）上述裝置的連接順序為A→_____→_____→______；D裝置所盛放的試劑為__________，C中三角漏斗的作用是________________________。

Ⅱ.制備實驗的改進

（3）有人提出利用下列裝置代替聚氯乙烯薄膜反應器。

該裝置的優點是_______________、________________。結合化學反應方程式解釋不能用水代替CCl4的原因是________________；當大量固體物質懸浮于CCl4上時即可停止反應，分離出產品的方法是______________。

Ⅲ.對NH2COONH4產物成分的探究

（4）已知，制備過程中因溫度控制不當，在150℃時會產生尿素。如果對參加反應的氣體干燥不徹底可能會有NH4HCO3、(NH4)2CO3雜質生成。

①請設計簡單實驗方案探究上述產物中是否有尿素_______________________。

②請設計定量實驗方案探究上述產物(假設不存在NH4HCO3)中是否有碳酸銨___________________。

（以上方案均不需詳細描述實驗步驟，限用試劑：蒸餾水、Ba(OH)2溶液；儀器自選）

Answer 1

【答案】 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O↑ D B C 堿石灰 防倒吸 通過冰水浴及時降溫促進平衡正向移動以提高產率 便于觀察NH3、CO2的混合比例(或易于NH3和CO2的充分混合) NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3·H2O 過濾 將產物取樣加熱到40 ℃讓其分解，如果有固體剩余則含尿素 取一定質量樣品用蒸餾水溶解后，加入足量Ba(OH)2溶液，測量單位質量的樣品所產生沉淀的質量，如果每克樣品產生沉淀小于g，則含(NH4)2CO3

【解析】Ⅰ.（1）根據制備的原理可知，利用裝置A來制備氨氣，可以用氯化銨和熟石灰混合加熱，反應方程式為：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O↑；正確答案：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O↑。

（2）利用A裝置制備氨氣，利用D裝置干燥氨氣，然后氨氣進入到B裝置進行反應，多余的氨氣進行吸收（C），因此上述裝置的連接順序為A→D→B→C；氨氣中混有水蒸氣，可用堿石灰來干燥，D裝置所盛放的試劑為堿石灰；C中三角漏斗的作用是防倒吸；正確答案：D 、B、C；堿石灰；防倒吸。

Ⅱ.（3）改進后的裝置的優點是通過冰水浴及時降溫促進平衡正向移動以提高產率，易于NH3和CO2的充分混合，加快反應速率；根據題給信息可知，氨基甲酸銨遇水水解為碳酸氫銨，所以不能用水代替CCl4，反應的方程式：NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3·H2O；固液分離可以用過濾的方法進行分離；正確答案：通過冰水浴及時降溫促進平衡正向移動以提高產率；便于觀察NH3、CO2的混合比例(或易于NH3和CO2的充分混合)； NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3·H2O；過濾。

Ⅲ.（4）①碳酸氫銨、碳酸銨受熱分解為氨氣和水，不再有固體剩余，若是有尿素存在，最終有固體剩余；因此可以采用將產物取樣加熱到40 ℃讓其分解，如果有固體剩余則含尿素；正確答案：將產物取樣加熱到40 ℃讓其分解，如果有固體剩余則含尿素。

②利用碳酸鹽與足量的氫氧化鋇溶液反應產生碳酸鋇沉淀的質量的情況進行定量判斷，具體操作如下：取一定質量樣品用蒸餾水溶解后，加入足量Ba(OH)2溶液，測量單位質量的樣品所產生沉淀的質量，如果每克樣品產生沉淀小于g，則含(NH4)2CO3；正確答案：取一定質量樣品用蒸餾水溶解后，加入足量Ba(OH)2溶液，測量單位質量的樣品所產生沉淀的質量，如果每克樣品產生沉淀小于g，則含(NH4)2CO3。