Question

12．實驗室制作氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）的反應如下：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）
△H＜0，氨基甲酸銨是一種白色固體，可用作肥料、滅火劑、洗滌劑等，易水解生成碳酸銨或碳酸氫
銨．
步驟1：組裝儀器并檢查裝置的氣密性．
步驟1：在相應儀器中裝入藥品，其中在三頸燒瓶中加入足量的氫氧化鈉固體，恒壓滴液漏斗中裝入濃氨水．
步驟3：滴加濃氨水并攪拌，調(diào)節(jié)反應速率，在反應器中得到產(chǎn)品．
…
（1）氨基甲酸銨水解生成碳酸氫銨的化學方程式是NH₂COONH₄+2H₂O=NH₄HCO₃+NH₃•H₂O
（2）干燥管中盛放的藥品是堿石灰．
（3）對比碳酸鹽和酸反應制CO₂，該實驗利用干冰升華產(chǎn)生CO₂氣體的優(yōu)點有不需要干燥、提供低溫環(huán)境，提高轉(zhuǎn)化率（答兩條）．
（4）以恒壓滴液漏斗代替分液漏斗的目的是恒壓滴液漏斗上部和三頸燒瓶氣壓相通，可以保證恒壓滴液漏斗中的液體順利滴下．
（5）尾氣處理裝置如上圖雙通玻璃管的作用：防倒吸；濃硫酸的作用：吸收多余的氨氣、防止空氣中的水蒸氣進入反應裝置．
（6）取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品7.81g，用足量的石灰水充分處理后過濾、洗滌、干燥，測得質(zhì)量為10.00g，則樣品中氨基甲酸銨的質(zhì)量分數(shù)為89.9%．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗裝置圖及實驗原理可知，實驗室制作氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）要用二燥的氨氣與二氧化碳反應，所以裝置A是用濃氨水與堿石灰或氫氧化鈉固體制取氨氣，再經(jīng)過干燥管中的堿石灰干燥，在裝置B中與干冰反應，尾氣用稀硫酸吸收，為防止倒吸和防止水份進入裝置B，在C裝置中要加入稀硫酸和四氯化碳，
（1）氨基甲酸銨水解生成碳酸氫銨，根據(jù)元素守恒可知，還有一個產(chǎn)物為氨水，據(jù)此書寫化學方程式；
（2）干燥氨氣必須要用堿性干燥劑干燥，如堿石灰、固體氫氧化鈉或氧化鈣等；
（3）干冰制取的二氧化碳中不含雜質(zhì)，不需要干燥；該反應為放熱反應，干冰變?yōu)槎�氧化碳吸收熱量，有利于增大反應物轉(zhuǎn)化率；
（4）恒壓滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡內(nèi)外壓強，使氨水順利滴下；
（5）尾氣中有氨氣，極易溶于水或酸，要用防倒吸裝置；濃硫酸能吸收氨氣，同時有吸水性，可以防止水分進行B裝置；
（6）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)碳元素守恒和混合物質(zhì)量計算物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）氨基甲酸銨水解生成碳酸氫銨，根據(jù)元素守恒可知，還有一個產(chǎn)物為氨水，反應的化學方程式為：NH₂COONH₄+2H₂O=NH₄HCO₃+NH₃•H₂O，
故答案為：NH₂COONH₄+2H₂O=NH₄HCO₃+NH₃•H₂O；
（2）由于制備氨基甲酸銨的原料氨氣必須是干燥的，以防止副反應的發(fā)生，因此生成的氨氣必須進行干燥，因為氨氣是堿性氣體，所以干燥氨氣應該用堿性干燥劑如堿石灰等，
故答案為：堿石灰；
（3）碳酸鹽和酸反應制CO₂，則生成的CO₂必須進行凈化和干燥處理，而直接利用干冰制備CO₂，不需要干燥；又因為該反應是放熱反應，提供低溫環(huán)境，可以提高轉(zhuǎn)化率，
故答案為：不需要干燥；提供低溫環(huán)境，提高轉(zhuǎn)化率；
（4）和普通分液漏斗相比，恒壓滴液漏斗上部和三頸燒瓶氣壓相通，可以保證恒壓滴液漏斗中的液體順利滴下，所以將普通分液漏斗改為恒壓滴液漏斗，
故答案為：恒壓滴液漏斗上部和三頸燒瓶氣壓相通，可以保證恒壓滴液漏斗中的液體順利滴下；
（5）尾氣中有氨氣，極易溶于水或酸，要用防倒吸裝置，所以上圖雙通玻璃管的作用是防倒吸，濃硫酸能吸收氨氣，同時有吸水性，可以防止水分進行B裝置，所以濃硫酸的作用是吸收多余的氨氣、防止空氣中的水蒸氣進入反應裝置，
故答案為：防倒吸；吸收多余的氨氣、防止空氣中的水蒸氣進入反應裝置；
（6）取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品7.81g，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10.00g，物質(zhì)的量為0.10mol，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；
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.1}\\{78x+79y=7.81}\end{array}\right.$
解得x=0.09mol；y=0.01mol
則樣品中氨基甲酸銨的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{0.09×78}{7.81}$×100%=89.9%，故答案為：89.9%．

點評 本題通過實驗室制備氨基甲酸銨的原理，考查了物質(zhì)制備方案的設計，題目難度中等，為高考的高頻題，試題綜合性較強，知識點較全面，正確理解制備原理為解答關鍵，試題充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．