Question

【題目】氨基甲酸銨(H2NCOONH4)是一種易水解、受熱易分解的白色固體，某研究小組用下圖所示的實驗裝置制備氨基甲酸銨，反應原理為：2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOONH4(s) △H<0。

(1)儀器B的名稱是________________。

(2)打開閥門K，裝置E中由固體藥品所產生的氣體就立即進入裝置D，則該固體藥品的名稱為________________。

(3)裝置D為制備氨基甲酸銨的反應器(CCl4充當惰性介質)，在合適催化劑下攪拌一段時間。

①反應在冰水浴中進行的原因為_______________________________________。

②當CCl4液體中產生較多晶體懸浮物時，即停止反應，__________（填操作名稱）分離得到粗產品。

(4)儀器G的作用有：_______________________________________。

(5)該實驗裝置中有一處不足，改進方法是______________________________________。

(6)已知氨基甲酸銨可完全水解為碳酸氫銨，則該反應的化學方程式_________________。

(7)為測定某樣品中氨基甲酸銨的質量分數，某研究小組用該樣品進行實驗，已知雜質不參與反應，請補充完整測定某樣品中氨基甲酸銨質量分數的實驗方案(限選試劑：蒸餾水、澄清石灰水、Ba(OH)2溶液)：用天平稱取一定質量的樣品，加水溶解，____________________，測量的數據取平均值進行計算。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶或具支燒瓶 干冰 防止產品受熱分解 過濾 除去過量的氨氣，防止污染環境 在D和F之間增加一個裝有堿石灰的干燥裝置 NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3·H2O或NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3↑ 加入足量Ba(OH)2溶液，充分反應后，過濾、用蒸餾水洗滌所得沉淀、干燥后稱量沉淀的質量，重復2～3次

【解析】

在裝置B中制取氨氣，通過C裝置的干燥作用氨氣進入到D裝置，與由E裝置產生的CO2氣體發生反應得到產品氨基甲酸銨，氨氣是大氣污染物，在排放前要進行尾氣處理，用G中稀硫酸作吸收試劑，為防止倒吸現象，裝置F起安全瓶的作用，以防止倒吸。據此分析解答。

(1)根據圖示可知儀器B的名稱是蒸餾燒瓶；

(2)裝置E的作用是產生CO2氣體，若打開閥門K，裝置E中由固體藥品直接產生CO2，則該固體藥品的名稱為干冰(即固體CO2)，

(3)①在裝置D中氨氣與CO2氣體發生反應：2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOONH4(s) △H<0。由于該反應的正反應為氣體體積減小的放熱反應，反應在冰水浴中就可防止產品受熱分解，可以得到更多的固體產物；

②當CCl4液體中產生較多晶體懸浮物時，即停止反應，在裝置D中既有反應產生的固體氨基甲酸銨，也有液氨，所以可通過過濾的方法分離得到粗產品；

(4)氨氣是大氣污染物，在排放前要進行尾氣處理，由于氨氣的水溶液顯堿性，所以儀器G中盛有硫酸，就可以吸收過量的氨氣，防止污染環境；

(5)根據圖示可知在制取氨基甲酸銨的D裝置與尾氣吸收的G裝置中沒有吸收水分的裝置，這樣稀硫酸中帶來的水蒸氣就會進入到D中，氨基甲酸銨是弱酸弱堿鹽，水和氨基甲酸銨發生水解反應，導致物質變質，所以該實驗裝置中這一處不足，改進方法是在D和F之間增加一個裝有堿石灰的干燥裝置；

(6)由于氨基甲酸銨可完全水解為碳酸氫銨，則該反應的化學方程式NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3·H2O或寫為：NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3↑；

(7)若樣品變質，會反應產生NH4HCO3，用天平稱取一定質量的樣品，加水溶解，配制成溶液，向該溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液，發生反應：NH4HCO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+NH3↑+2H2O，然后過濾、用蒸餾水洗滌所得沉淀、再干燥后稱量沉淀的質量，重復2～3次，即可得到BaCO3的質量，利用反應中的C元素守恒可得NH4HCO3的質量，則NH2COONH4的質量就是樣品質量與NH4HCO3的質量差，NH2COONH4的質量除以樣品質量，就得到樣品中氨基甲酸銨的質量分數。