Question

1．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．某化學興趣小組模擬工業(yè)原理制備氨基甲酸銨，反應的方程式：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???濃氨水與氫氧化鈉固體（CaO、堿石灰）??????????．
（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．
①發(fā)生器用冰水冷卻的原因降低溫度，促平衡正向移動，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）．液體石蠟鼓泡瓶的作用是通過觀察氣泡，調節(jié)NH₃與CO₂的通入比例．
②從反應后的混合物中分離出產品的實驗方法是過濾（填寫操作名稱）．  為了得到干燥產品，應采取的方法是????c??????????（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
③尾氣處理裝置如圖3所示．
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器使氨基甲酸銨水解．
（3）取因部分變質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，使碳元素完全轉化為碳酸鈣，過濾、洗滌、干燥，測得質量為1.500g．則樣品中氨基甲酸銨的物質的量分數為80%．
[Mr（NH₂COONH₄）=78，Mr（NH₄HCO₃）=79，Mr（CaCO₃）=100]．

Answer 1

分析 本題是利用氨氣和二氧化碳在四氯化碳有機溶劑里通過加熱制得氨基甲酸銨的制備實驗方案的設計，題中涉及到氨氣的實驗室制備、反應器溫度的控制、二氧化碳氣流的控制以及反應混合物的分離與提純，以及產品純度分析．
（1）裝置1是利用分液漏斗滴入液體溶解錐形瓶中的固體，利用溶解放熱使氨水分解生成氨氣；
（2）①此反應是可逆反應，正反應是放熱反應，結合平衡移動理論，為提高反應物的轉化率，需降溫促平衡正向進行，另外也要考慮產物的不穩(wěn)定性，降溫可避免產物分解；液體石蠟鼓泡瓶的主要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；
②生成的氨基甲酸銨小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； 得到的產品需要干燥，可結合穩(wěn)定性考慮采取的方法；
③依據反應過程中的產物分析，不能把污染性的氣體排放到空氣中，另外還可以結合濃硫酸的吸水性和產品易水解考慮；
（3）碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品中，使碳元素完全轉化為碳酸鈣，依據碳原子守恒和混合物質量計算出二者的物質的量，再計算出物質的量分數．

解答 解：（1）把濃氨水滴入到固體氧化鈣或氫氧化鈉，在溶解過程中放熱使?jié)獍彼�分解生成氨氣，故答案為：濃氨水與生石灰或氫氧化鈉固體等； 
（2）①反應2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）+Q，是放熱反應，降溫平衡正向進行，溫度升高；發(fā)生器用冰水冷卻提高反應物質轉化率，防止生成物溫度過高分解，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，故答案為：降低溫度，促平衡正向移動，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）；通過觀察氣泡，調節(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，分離產品的實驗方法利用過濾得到，為防止產品分解和被氧化，采用真空40℃以下烘干，
故答案為：過濾；c；
③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，故答案為：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；
（3）取因部分變質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，使碳元素完全轉化為碳酸鈣，過濾、洗滌、干燥，測得質量為1.500g，碳酸鈣物質的量為$\frac{1.500g}{100g/mol}$=0.015mol，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，依據碳元素守恒得到；
x+y=0.015  78x+79y=1.1730
解得x=0.012mol    y=0.003mol
則樣品中氨基甲酸銨的物質的量分數為$\frac{0.012mol}{0.012mol+0.03mol}×100%$=80%，故答案為：80%．

點評 本題考查了物質制備實驗的設計應用，主要是氨氣的制備方法，氨基甲酸的制備實驗裝置分析判斷，實驗基本操作，混合物分離的實驗設計，有關混合物的計算，題目難度中等．