Question

2．氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）是一種白色固體，易分解、極易水解，可用作肥料、滅火劑、洗滌劑等．實驗室用下圖所示裝置制備氨基甲酸銨，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，當懸浮物較多時，停止制備．

（1）結合上述實驗裝置，寫出制備氨基甲酸銨的化學方程式2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄．該反應為放熱反應（填“吸熱”或“放熱”）．
（2）液體石蠟鼓泡瓶的作用是通過觀察氣泡，控制氣體流速和調節NH₃與CO₂通入比例．
（3）從反應后的混合物中分離出產品的實驗方法是過濾．
（4）氨基甲酸銨極易水解，產物是碳酸氫銨和一種弱堿，請寫出其水解反應方程式NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O．
（5）某實驗小組通過上述實驗裝置進行實驗，得到了一份只含有少量碳酸銨雜質的氨基甲酸銨固體產品．
①為驗證氨基甲酸銨的水解產物有HCO₃^-，該實驗小組計劃用上述樣品進行實驗．請補充以下實驗設計方案：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，加入過量的BaCl₂溶液，靜置，取上層清液于另一試管，向試管中繼續加入少量澄清石灰水．溶液變渾濁，說明氨基甲酸銨水解產物有碳酸氫根．
（限選試劑：蒸餾水、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液．）
②取上述氨基甲酸銨樣品0.7820g，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1.970g．則樣品中氨基甲酸銨的物質的量分數為80.0%．[已知：M_r（NH₂COONH₄）=78，M_r（NH₄HCO₃）=79，M_r（BaCO₃）=197]．

Answer 1

分析 （1）由題目信息可知，氨氣與二氧化碳反應生成NH₂COONH₄；氨基甲酸胺易分解，圖中反應裝置用冰水冷卻，防止氨基甲酸胺分解，說明制備氨基甲酸胺的為放熱反應；
（2）根據液體石蠟瓶鼓泡瓶中氣泡控制氣體流速和原料氣體的配比；
（3）由氨基甲酸胺小晶體懸浮在四氧化碳中，可以采取過濾方法分離；
（4）氨基甲酸胺極易水解，產物是碳酸氫銨和一種弱堿，該弱堿為NH₃•H₂O；
（5）①利用碳酸氫根與氯化鋇沒有沉淀生成，而與氫氧化鈣溶液有沉淀生成可驗證氨基甲酸銨的水解產物有HCO₃^-；
②生成的沉淀為碳酸鋇，根據碳原子守恒、混合物總質量列方程各自物質的量，再計算氨基甲酸胺的質量，進而計算其物質的量分數．

解答 解：（1）由題目信息可知，氨氣與二氧化碳反應生成NH₂COONH₄，反應方程式為：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄，
氨基甲酸胺易分解，圖中反應裝置用冰水冷卻，防止氨基甲酸胺分解，說明制備氨基甲酸胺的為放熱反應，
故答案為：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄；放熱；
（2）可以根據液體石蠟瓶鼓泡瓶中氣泡，控制氣體流速和調節NH₃與CO₂通入比例，
故答案為：通過觀察氣泡，控制氣體流速和調節NH₃與CO₂通入比例；
（3）由氨基甲酸胺小晶體懸浮在四氧化碳中，可以采取過濾方法分離，
故答案為：過濾；
（4）氨基甲酸胺極易水解，產物是碳酸氫銨和一種弱堿，該弱堿為NH₃•H₂O，反應方程式為：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O，
故答案為：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O；
（5）①利用碳酸氫根與氯化鋇沒有沉淀生成，而與氫氧化鈣溶液有沉淀生成可驗證氨基甲酸銨的水解產物有HCO₃^-，實驗設計方案為：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，加入過量的BaCl₂溶液，靜置，取上層清液于另一試管，向試管中繼續加入少量澄清石灰水．溶液變渾濁，說明氨基甲酸銨水解產物有碳酸氫根，
故答案為：加入過量的BaCl₂溶液，靜置，取上層清液于另一試管，向試管中繼續加入少量澄清石灰水．溶液變渾濁，說明氨基甲酸銨水解產物有碳酸氫根；
②生成的沉淀為碳酸鋇，其物質的量為：$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，
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=0.01
由質量可得：78x+79y=0.782
解得x=0.008mol，y=0.002mol，
則制得的樣品中氨基甲酸胺的物質的量分數為：$\frac{0.008mol}{0.01mol}$×100=80.0%，
故答案為：80.0%．

點評 本題考查物質制備實驗、化學反應速率影響因素、物質含量測定、化學與技術等，題目難度中等，把握反應原理為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，綜合性較強．