Question

3．氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，受熱易分解．某小組模擬制備氨基甲酸銨，反應如下（且溫度對反應的影響比較靈敏）：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）△H＜0
（1）如用下圖I裝置制取氨氣，可選擇的試劑是濃氨水與氫氧化鈉固體（或濃氨水與堿石灰或濃氨水與生石灰）．
（2）制備氨基甲酸銨的裝置如圖Ⅱ所示，把NH₃和CO₂通入四氯化碳中，不斷攪拌混合，生成的氨基甲酸銨的小晶體懸浮在CCl₄中． 當懸浮物較多時，停止制備．

注：CCl₄與液體石蠟均為惰性介質．
①發(fā)生器用冰水冷卻的原因是降低溫度，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通入比例（或通過觀察氣泡，控制NH₃與CO₂的反應速率）．
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．減壓40℃以下烘干
（3）制得的氨基甲酸銨可能含有碳酸氫銨、碳酸銨中的一種或兩種．
①設計方案，進行成分探究．
限選試劑：蒸餾水、稀HNO₃、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、稀鹽酸．

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結論
步驟1：取少量固體樣品于試管中，加入蒸餾水至固體溶解．	得到無色溶液
步驟2：向試管中加入過量的BaCl2溶液，靜置	溶液不變渾濁，證明固體中不含碳酸銨．
步驟3：向試管中繼續(xù)加入少量澄清石灰水．	溶液變渾濁，證明固體中含有碳酸氫銨．

②根據(jù)①的結論：取氨基甲酸銨樣品6.58g，用足量氫氧化鋇溶液充分處理后，過濾、洗滌、干燥，測得沉淀質量為3.94g．則樣品中氨基甲酸銨的質量分數(shù)為76%．．
[保留兩位有效數(shù)字，已知M_r（NH₂COONH₄）=78、M_r（NH₄HCO₃）=79、M_r（BaCO₃）=197]．

Answer 1

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反應是放熱反應降溫平衡正向進行；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，氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，易分解；
（3）①根據(jù)實驗目的，檢驗氨基甲酸銨可能含有碳酸氫銨、碳酸銨中的一種或兩種，通過向試管中加入過量的BaCl₂溶液，靜置溶液不變渾濁，證明固體中不含碳酸銨；在不含碳酸銨的基礎上在通過向試管中加入少量澄清石灰水，看溶液是否變渾濁證明固體中是否含有碳酸氫銨；
②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(jù)碳元素守恒和混合物質量計算物質的量分數(shù)．

解答 解：（1）把濃氨水滴入到固體氧化鈣或氫氧化鈉或堿石灰，在溶解過程中放熱使?jié)獍彼�分解生成氨氣�?br />故答案為：濃氨水與氫氧化鈉固體（或濃氨水與堿石灰或濃氨水與生石灰）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（或通過觀察氣泡，控制NH₃與CO₂的反應速率），
故答案為：降低溫度，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（或通過觀察氣泡，控制NH₃與CO₂的反應速率）；
②制備氨基甲酸銨的裝置如圖3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，氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，易分解、不能加熱烘干，應在真空40℃以下烘干，
故答案：過濾；c；
（3）①根據(jù)實驗目的，檢驗氨基甲酸銨可能含有碳酸氫銨、碳酸銨中的一種或兩種，通過向試管中加入過量的BaCl₂溶液，靜置溶液不變渾濁，證明固體中不含碳酸銨；在不含碳酸銨的基礎上在通過向試管中加入少量澄清石灰水，看溶液是否變渾濁證明固體中是否含有碳酸氫銨，故答案為：

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結論
步驟3：少量澄清石灰水	溶液變渾濁

②取混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品6.58g，用足量氫氧化鋇溶液充分處理后，過濾、洗滌、干燥，測得沉淀質量為3.94g，即BaCO₃為3.94g，物質的量為n=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，設6.58g樣品中氨基甲酸銨物質的量為x，碳酸氫銨物質的量為y，由碳元素守恒可知，
x+y=0.02mol，78x+79y=6.58g
解得x≈0.064mol y≈0.046mol    則樣品中氨基甲酸銨的質量分數(shù)=$\frac{0.064mol×78g/mol}{6.58g}$×100%≈76%，
故答案為：76%．

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．