Question

2．氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，易分解、極易水解，可用作肥料、滅火劑、洗滌劑等．實(shí)驗(yàn)室用下圖所示裝置制備氨基甲酸銨，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．

（1）結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)裝置，寫(xiě)出制備氨基甲酸銨的化學(xué)方程式2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．
（2）液體石蠟鼓泡瓶的作用是通過(guò)觀察氣泡，控制氣體流速和調(diào)節(jié)NH₃與CO₂通入比例．
（3）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．
（4）氨基甲酸銨極易水解，產(chǎn)物是碳酸氫銨和一種弱堿，請(qǐng)寫(xiě)出其水解反應(yīng)方程式NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O．
（5）某實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了一份只含有少量碳酸銨雜質(zhì)的氨基甲酸銨固體產(chǎn)品．
①為驗(yàn)證氨基甲酸銨的水解產(chǎn)物有HCO₃^-，該實(shí)驗(yàn)小組計(jì)劃用上述樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)補(bǔ)充以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案：取少量固體樣品于試管中，加入蒸餾水至固體溶解，得到無(wú)色溶液，加入過(guò)量的BaCl₂溶液，靜置，取上層清液于另一試管，向試管中繼續(xù)加入少量澄清石灰水．溶液變渾濁，說(shuō)明氨基甲酸銨水解產(chǎn)物有碳酸氫根．
（限選試劑：蒸餾水、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液．）
②取上述氨基甲酸銨樣品0.7820g，用足量氫氧化鋇溶液充分處理后，過(guò)濾、洗滌、干燥，測(cè)得沉淀質(zhì)量為1.970g．則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為80.0%．[已知：M_r（NH₂COONH₄）=78，M_r（NH₄HCO₃）=79，M_r（BaCO₃）=197]．

Answer 1

分析 （1）由題目信息可知，氨氣與二氧化碳反應(yīng)生成NH₂COONH₄；氨基甲酸胺易分解，圖中反應(yīng)裝置用冰水冷卻，防止氨基甲酸胺分解，說(shuō)明制備氨基甲酸胺的為放熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)液體石蠟瓶鼓泡瓶中氣泡控制氣體流速和原料氣體的配比；
（3）由氨基甲酸胺小晶體懸浮在四氧化碳中，可以采取過(guò)濾方法分離；
（4）氨基甲酸胺極易水解，產(chǎn)物是碳酸氫銨和一種弱堿，該弱堿為NH₃•H₂O；
（5）①利用碳酸氫根與氯化鋇沒(méi)有沉淀生成，而與氫氧化鈣溶液有沉淀生成可驗(yàn)證氨基甲酸銨的水解產(chǎn)物有HCO₃^-；
②生成的沉淀為碳酸鋇，根據(jù)碳原子守恒、混合物總質(zhì)量列方程各自物質(zhì)的量，再計(jì)算氨基甲酸胺的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）由題目信息可知，氨氣與二氧化碳反應(yīng)生成NH₂COONH₄，反應(yīng)方程式為：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄，
氨基甲酸胺易分解，圖中反應(yīng)裝置用冰水冷卻，防止氨基甲酸胺分解，說(shuō)明制備氨基甲酸胺的為放熱反應(yīng)，
故答案為：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄；放熱；
（2）可以根據(jù)液體石蠟瓶鼓泡瓶中氣泡，控制氣體流速和調(diào)節(jié)NH₃與CO₂通入比例，
故答案為：通過(guò)觀察氣泡，控制氣體流速和調(diào)節(jié)NH₃與CO₂通入比例；
（3）由氨基甲酸胺小晶體懸浮在四氧化碳中，可以采取過(guò)濾方法分離，
故答案為：過(guò)濾；
（4）氨基甲酸胺極易水解，產(chǎn)物是碳酸氫銨和一種弱堿，該弱堿為NH₃•H₂O，反應(yīng)方程式為：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O，
故答案為：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O；
（5）①利用碳酸氫根與氯化鋇沒(méi)有沉淀生成，而與氫氧化鈣溶液有沉淀生成可驗(yàn)證氨基甲酸銨的水解產(chǎn)物有HCO₃^-，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案為：取少量固體樣品于試管中，加入蒸餾水至固體溶解，得到無(wú)色溶液，加入過(guò)量的BaCl₂溶液，靜置，取上層清液于另一試管，向試管中繼續(xù)加入少量澄清石灰水．溶液變渾濁，說(shuō)明氨基甲酸銨水解產(chǎn)物有碳酸氫根，
故答案為：加入過(guò)量的BaCl₂溶液，靜置，取上層清液于另一試管，向試管中繼續(xù)加入少量澄清石灰水．溶液變渾濁，說(shuō)明氨基甲酸銨水解產(chǎn)物有碳酸氫根；
②生成的沉淀為碳酸鋇，其物質(zhì)的量為：$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，
氨基甲酸銨物質(zhì)的量為x，碳酸氫銨物質(zhì)的量為y，
由碳元素守恒可知：x+y=0.01
由質(zhì)量可得：78x+79y=0.782
解得x=0.008mol，y=0.002mol，
則制得的樣品中氨基甲酸胺的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.008mol}{0.01mol}$×100=80.0%，
故答案為：80.0%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)速率影響因素、物質(zhì)含量測(cè)定、化學(xué)與技術(shù)等，題目難度中等，把握反應(yīng)原理為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，綜合性較強(qiáng)．