Question

實(shí)驗(yàn)室制備氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）的反應(yīng)如下：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s），該反應(yīng)在干燥條件下僅生成氨基甲酸銨，若有水存在則生成碳酸銨或碳酸氫銨．
（1）寫出加入藥品之前實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn)

 

，反應(yīng)中若有水存在則生成碳酸氫銨的化學(xué)方程式：

 

．
（2）干燥管中盛放的藥品是

 

．簡(jiǎn)述左側(cè)三口瓶裝置制取氨氣的原理：

 

．
（3）對(duì)比碳酸鹽和酸反應(yīng)制CO₂，該實(shí)驗(yàn)利用干冰升華產(chǎn)生CO₂氣體的優(yōu)點(diǎn)有

 

．
（4）有同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)裝置存在安全問題，請(qǐng)問可能面臨的安全問題是

 

．
（5）氨基甲酸銨可用作肥料，其肥效比尿素：

 

（填“高”或“低”），在潮濕的空氣中釋放出氨而變成碳酸氫氨．取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品0.7830g，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(cè)得質(zhì)量為1.000g．則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）分析裝置圖可知，氣體分壓過程制備物質(zhì)，需要組裝好檢驗(yàn)裝置氣密性；有水會(huì)和氨氣、二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉；
（2）反應(yīng)物氨氣必須是干燥的，需要用堿性干燥劑干燥，如堿石灰、固體氫氧化鈉或氧化鈣等；利用固體氫氧化鈉或堿石灰或氧化鈣固體溶解放熱分析；
（3）干冰制取的二氧化碳中不含雜質(zhì)，不需要干燥；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，干冰變?yōu)槎�氧化碳吸收熱量，有利于增大反�?yīng)物轉(zhuǎn)化率；
（4）依據(jù)裝置圖中流程分析，安全問題主要是堵塞導(dǎo)氣管，液體發(fā)生倒吸；依據(jù)反應(yīng)過程中的產(chǎn)物分析，不能把污染性的氣體排放到空氣中，吸收易溶于水的氣體需要放倒吸；
（5）氨基甲酸銨可用作肥料，其肥效和尿素比，依據(jù)氮元素含量分析；碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品中，使碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，依據(jù)碳元素守恒和混合物質(zhì)量計(jì)算物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）分析裝置圖可知，氣體分壓過程制備物質(zhì)，需要組裝好檢驗(yàn)裝置氣密性；有水會(huì)和氨氣、二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃；
故答案為：按圖所示組裝儀器，檢查裝置氣密性，NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃；
（2）由于制備氨基甲酸銨的原料氨氣必須是干燥的，以防止副反應(yīng)的發(fā)生，因此生成的氨氣必須進(jìn)行干燥，因?yàn)榘睔馐菈A性氣體，所以干燥氨氣應(yīng)該用氧化鈣或固體氫氧化鈉或堿石灰，固體氫氧化鈉遇水放出大量熱，溫度升高，有利于氨氣逸出，同時(shí)C（OH^-）濃度增大，氨水的電離平衡左移，放出氨氣；
故答案為：氧化鈣或固體氫氧化鈉或堿石灰；固體氫氧化鈉遇水放出大量熱，溫度升高，有利于氨氣逸出，同時(shí)C（OH^-）濃度增大，氨水的電離平衡左移，放出氨氣；
（3）碳酸鹽和酸反應(yīng)制CO₂，則生成的CO₂必須進(jìn)行凈化和干燥處理，而直接利用干冰制備CO₂，不需要干燥；又因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱反應(yīng)，提供低溫環(huán)境，可以提高轉(zhuǎn)化率，
故答案為：不需要干燥；提供低溫環(huán)境，提高轉(zhuǎn)化率；
（4）依據(jù)裝置圖中流程分析，安全問題主要是堵塞導(dǎo)氣管，液體發(fā)生倒吸；依據(jù)反應(yīng)過程中的產(chǎn)物分析，不能把污染性的氣體排放到空氣中，吸收易溶于水的氣體需要放倒吸，實(shí)驗(yàn)裝置存在安全問題產(chǎn)品易堵塞導(dǎo)管，稀硫酸會(huì)倒吸；
故答案為：產(chǎn)品易堵塞導(dǎo)管，稀硫酸會(huì)倒吸；
（5）氨基甲酸銨可用作肥料，含氮量=

2×14

78

×100%=35.9%，尿素含氮量=46.7%，所以其肥效比尿素低；
取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品0.7830g，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(cè)得質(zhì)量為1.000g．物質(zhì)的量為0.010mol，設(shè)樣品中氨基甲酸銨物質(zhì)的量為x，碳酸氫銨物質(zhì)的量為y，依據(jù)碳元素守恒得到；
x+y=0.01  
78x+79y=0.7830
解得x=0.007mol
y=0.0023ol
則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=

0.007mol

0.01mol

×100%=70%，故答案為：70%；
故答案為：低，70%；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，主要是氨氣的制備方法，氨基甲酸的制備實(shí)驗(yàn)裝置分析判斷，實(shí)驗(yàn)基本操作，混合物分離的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，有關(guān)混合物的計(jì)算，題目難度中等．