Question

【題目】氨基甲酸銨()是一種白色固體，易分解、易水解，可用作肥料、滅火劑、洗滌劑等。某化學興趣小組用如下儀器模擬制備氨基甲酸銨，已知該制備反應為放熱反應。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晶體懸浮在四氯化碳中。當懸浮物較多時，停止制備。

(1)制備氨基甲酸銨的化學方程式為____________

(2)三頸燒瓶用冰水冷卻的原因是______________

(3)液體石蠟鼓泡瓶的作用是_______________

(4)水是很好的溶劑，且可以大量吸收反應混合氣體，該反應中是否可用水作溶劑：________(填“是”或“否”)，理由：___________

(5)尾氣處理裝置如圖所示，雙通玻璃管的作用是_________，濃硫酸的作用是________

(6)取因部分變質(zhì)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(zhuǎn)化為碳酸鈣，過濾、洗滌、干燥，測得其質(zhì)量為1.00 g。則樣品中氨基甲酸銨的質(zhì)量分數(shù)為________

Answer 1

【答案】2NH3+CO2==NH2COONH4 降溫，提高反應轉(zhuǎn)化率(或降溫，防止生成物分解) 觀察氣泡產(chǎn)生的速率，據(jù)此調(diào)節(jié)通入氣體的比例 否 產(chǎn)物易水解 防止倒吸 吸收未反應的氨氣，且避免水蒸氣進入反應器中 80%

【解析】

把氨氣和二氧化碳通入四氯化碳中，發(fā)生反應2NH3+CO2==NH2COONH4，由于反應放熱，所以需將反應在低溫下進行，以有利于提高反應物的轉(zhuǎn)化率；從方程式中可以看出，參加反應的NH3與CO2的體積比為2:1，所以需設法控制氣體的進入量；因為NH2COONH4易水解，所以兩種反應物必須干燥，且吸收尾氣的裝置中也不能有水蒸氣產(chǎn)生。計算樣品中氨基甲酸銨的質(zhì)量分數(shù)時，可先求出生成CaCO3的物質(zhì)的量，再列方程，求出樣品中所含NH2COONH4的物質(zhì)的量，從而求出其質(zhì)量及質(zhì)量分數(shù)。據(jù)此回答題中各問。

(1)把氨氣和二氧化碳通入四氯化碳中，可反應制得氨基甲酸銨，化學方程式為2NH3+CO2==NH2COONH4。答案為：2NH3+CO2==NH2COONH4；

(2)由于反應放熱，所以需將反應在低溫下進行，以有利于提高反應物的轉(zhuǎn)化率，從而得出三頸燒瓶用冰水冷卻的原因是降溫，提高反應轉(zhuǎn)化率(或降溫，防止生成物分解)。答案為：降溫，提高反應轉(zhuǎn)化率(或降溫，防止生成物分解)；

(3)從方程式中可以看出，參加反應的NH3與CO2的體積比為2:1，所以需設法控制氣體的進入量，由此得出液體石蠟鼓泡瓶的作用是觀察氣泡產(chǎn)生的速率，據(jù)此調(diào)節(jié)通入氣體的比例。答案為：觀察氣泡產(chǎn)生的速率，據(jù)此調(diào)節(jié)通入氣體的比例；

(4)由信息可知，NH2COONH4遇水易發(fā)生水解，所以該反應中不可用水作溶劑，理由：產(chǎn)物易水解。答案為：否；產(chǎn)物易水解；

(5)因為氨氣極易溶于水，所以吸收尾氣時，需注意防止倒吸，同時防止產(chǎn)生水蒸氣進入反應容器，從而引起NH2COONH4的水解，所以雙通玻璃管的作用是防止倒吸，濃硫酸的作用是吸收未反應的氨氣，且避免水蒸氣進入反應器中。答案為：防止倒吸；吸收未反應的氨氣，且避免水蒸氣進入反應器中；

(6)n(CaCO3)==0.01mol，設樣品NH2COONH4的物質(zhì)的量為x，則碳酸氫銨的物質(zhì)的量為0.01-x，依題意可建立如下關系式：79(0.01-x)+78x=0.7820，從而求出x=0.08mol，則樣品中氨基甲酸銨的質(zhì)量分數(shù)為≈80%。答案為：80%。