Question

【题目】氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种易水解、受热易分解的白色固体，某研究小组用下图所示的实验装置制备氨基甲酸铵，反应原理为：2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOONH4(s) △H<0。

(1)仪器B的名称是________________。

(2)打开阀门K，装置E中由固体药品所产生的气体就立即进入装置D，则该固体药品的名称为________________。

(3)装置D为制备氨基甲酸铵的反应器(CCl4充当惰性介质)，在合适催化剂下搅拌一段时间。

①反应在冰水浴中进行的原因为_______________________________________。

②当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时，即停止反应，__________（填操作名称）分离得到粗产品。

(4)仪器G的作用有：_______________________________________。

(5)该实验装置中有一处不足，改进方法是______________________________________。

(6)已知氨基甲酸铵可完全水解为碳酸氢铵，则该反应的化学方程式_________________。

(7)为测定某样品中氨基甲酸铵的质量分数，某研究小组用该样品进行实验，已知杂质不参与反应，请补充完整测定某样品中氨基甲酸铵质量分数的实验方案(限选试剂：蒸馏水、澄清石灰水、Ba(OH)2溶液)：用天平称取一定质量的样品，加水溶解，____________________，测量的数据取平均值进行计算。

Answer 1

【答案】蒸馏烧瓶或具支烧瓶 干冰 防止产品受热分解 过滤 除去过量的氨气，防止污染环境 在D和F之间增加一个装有碱石灰的干燥装置 NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3·H2O或NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3↑ 加入足量Ba(OH)2溶液，充分反应后，过滤、用蒸馏水洗涤所得沉淀、干燥后称量沉淀的质量，重复2～3次

【解析】

在装置B中制取氨气，通过C装置的干燥作用氨气进入到D装置，与由E装置产生的CO2气体发生反应得到产品氨基甲酸铵，氨气是大气污染物，在排放前要进行尾气处理，用G中稀硫酸作吸收试剂，为防止倒吸现象，装置F起安全瓶的作用，以防止倒吸。据此分析解答。

(1)根据图示可知仪器B的名称是蒸馏烧瓶；

(2)装置E的作用是产生CO2气体，若打开阀门K，装置E中由固体药品直接产生CO2，则该固体药品的名称为干冰(即固体CO2)，

(3)①在装置D中氨气与CO2气体发生反应：2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOONH4(s) △H<0。由于该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，反应在冰水浴中就可防止产品受热分解，可以得到更多的固体产物；

②当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时，即停止反应，在装置D中既有反应产生的固体氨基甲酸铵，也有液氨，所以可通过过滤的方法分离得到粗产品；

(4)氨气是大气污染物，在排放前要进行尾气处理，由于氨气的水溶液显碱性，所以仪器G中盛有硫酸，就可以吸收过量的氨气，防止污染环境；

(5)根据图示可知在制取氨基甲酸铵的D装置与尾气吸收的G装置中没有吸收水分的装置，这样稀硫酸中带来的水蒸气就会进入到D中，氨基甲酸铵是弱酸弱碱盐，水和氨基甲酸铵发生水解反应，导致物质变质，所以该实验装置中这一处不足，改进方法是在D和F之间增加一个装有碱石灰的干燥装置；

(6)由于氨基甲酸铵可完全水解为碳酸氢铵，则该反应的化学方程式NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3·H2O或写为：NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3↑；

(7)若样品变质，会反应产生NH4HCO3，用天平称取一定质量的样品，加水溶解，配制成溶液，向该溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液，发生反应：NH4HCO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+NH3↑+2H2O，然后过滤、用蒸馏水洗涤所得沉淀、再干燥后称量沉淀的质量，重复2～3次，即可得到BaCO3的质量，利用反应中的C元素守恒可得NH4HCO3的质量，则NH2COONH4的质量就是样品质量与NH4HCO3的质量差，NH2COONH4的质量除以样品质量，就得到样品中氨基甲酸铵的质量分数。