氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火

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    氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵,反应的化学方程式:

    2NH3(g)CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH=-Q kJ·mol1 (Q>0)

    制备氨基甲酸铵的装置如下图所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。 当悬浮物较多时,停止制备。

    注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。

    (1)发生器用冰水冷却的原因是___________________________________________________

    ____________________________________________________________(答两点)

    (2)液体石蜡鼓泡瓶的作用是__________________________________________________

    ________________________________________________________________________

    (3)从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是________(填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是________(填写选项序号)

    a.常压加热烘干  b.高压加热烘干  c.真空40 ℃以下烘干

    (4)尾气处理装置如图所示。浓硫酸的作用:______________________________________

    ________________________________________________________________________

    (5)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.782 0 g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为________

    答案


    答案 (1)降低温度提高反应物转化率;防止因反应放热造成产物分解;防止NH3CO2逸出,增大NH3CO2的溶解度(答出任意两点即可)

    (2) 通过观察气泡,调节NH3CO2通入比例为2∶1

    (3)过滤 c

    (4)吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解

    (5)80.00%

    解析 (1)生成NH2COONH4(s)的反应放热,降低温度平衡向正反应方向进行,有利于生成氨基甲酸铵。且氨基甲酸铵受热易分解,所以反应过程中需要用冰水冷却。(2)因为气体参与的反应不易控制反应速率和用量,所以液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度,控制气体流速和原料气体的配比,即通过观察气泡,调节NH3CO2通入比例。

    (3)由制备氨基甲酸铵的装置图可知,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵晶体小,其晶体悬浮在四氯化碳中,分离产品的实验方法是过滤,氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、不能加热烘干,应在真空40 ℃以下烘干,所以答案选c(4)氨气是碱性气体,浓硫酸是强酸,且具有吸水性,所以浓硫酸的作用是吸收多余的氨气,同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解。

    (5)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.782 0 g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000 g。该物质是碳酸钙,其物质的量为1.000 g÷100 g·mol10.010 mol。设样品中氨基甲酸铵的物质的量为x,碳酸氢铵的物质的量为y,依据碳原子守恒得到:xy0.01 mol,又因为78 g·mol1·x79 g·mol1·y0.782 0 g,解得x0.008 moly0.002 mol,则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=×100%80.00%


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