Question

15．實驗室制備氨基甲酸銨（NH ₂ COONH ₄ ）的反應如下：2NH ₃ （g）+CO ₂ （g）?NH ₂ COONH ₄ （s），該反應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．實驗裝置如圖所示：

（1）該反應在一定條件下能夠自發進行，則反應的△H小于 0．（填大于、小于或等于）
（2）以恒壓滴液漏斗代替分液漏斗的目的是使氨水順利滴下．
（3）干燥管中盛放的藥品是固體氫氧化鈉或堿石灰．
（4）氨水與氫氧化鈉固體混合能快速產生氨氣，原因是氫氧化鈉固體溶解放熱和OH^-使一水合氨分解生成氨氣的化學平衡NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-逆向進行．
（5）用干冰升華CO ₂與用碳酸鹽與酸反應制CO ₂相比，其優點是不需要干燥；提供低溫環境，提高轉化率．
（6）反應后期隨著CO ₂氣流減慢，導致反應物比例不當，可采取的相應措施是調節恒壓滴液漏斗旋塞，減慢氨水的滴加速度．
（7）有同學認為該實驗裝置存在安全問題，請問可能面臨的安全問題是產品易堵塞導管，稀硫酸會倒吸．

Answer 1

分析 （1）2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s），該反應為熵減的過程，若能自發進行，說明該反應為放熱反應，據此解答即可；
（2）恒壓滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡內外壓強，使氨水順利滴下；
（3）反應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；
（4）濃氨水加入氫氧化鈉固體，氫氧化鈉固體溶解放熱，使一水合氨分解生成氨氣的化學平衡NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，逆向進行；
（5）干冰制取的二氧化碳中不含雜質，不需要干燥；該反應為放熱反應，干冰變為二氧化碳吸收熱量，有利于增大反應物轉化率；
（6）反應后期二氧化碳的量減少，可以采取措施讓通入的氨氣也減少；
（7）依據裝置圖中流程分析，安全問題主要是堵塞導氣管，液體發生倒吸；依據反應過程中的產物分析，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．

解答 解：（1）2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s），該反應為熵減的過程，若能自發進行，說明該反應為放熱反應，即△H＜0，
故答案為：小于；
（2）和普通分液漏斗相比，恒壓滴液漏斗上部和三頸燒瓶氣壓相通，可以保證恒壓滴液漏斗中的液體順利滴下，
故答案為：使氨水順利滴下；
（3）由于制備氨基甲酸銨的原料氨氣必須是干燥的，以防止副反應的發生，因此生成的氨氣必須進行干燥，因為氨氣是堿性氣體，所以干燥氨氣應該用氧化鈣或固體氫氧化鈉或堿石灰，
故答案為：固體氫氧化鈉或堿石灰；
（4）濃氨水加入氫氧化鈉固體，氫氧化鈉固體溶解放熱，使一水合氨分解生成氨氣的化學平衡NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，逆向進行，能用化學平衡移動原理解釋，
故答案為：氫氧化鈉固體溶解放熱和OH^-使一水合氨分解生成氨氣的化學平衡NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-逆向進行．
（5）碳酸鹽和酸反應制CO₂，則生成的CO₂必須進行凈化和干燥處理，而直接利用干冰制備CO₂，不需要干燥；又因為該反應是放熱反應，提供低溫環境，可以提高轉化率，
故答案為：不需要干燥；提供低溫環境，提高轉化率；
（6）反應后期，由于二氧化碳的氣流下降，導致通入的二氧化碳氣體減少，此時可以通過調節恒壓滴液漏斗旋塞，減慢氨水的滴加速度，
故答案為：調節恒壓滴液漏斗旋塞，減慢氨水的滴加速度；
（7）依據裝置圖中流程分析，安全問題主要是堵塞導氣管，液體發生倒吸；依據反應過程中的產物分析，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，實驗裝置存在安全問題產品易堵塞導管，稀硫酸會倒吸，
故答案為：產品易堵塞導管，稀硫酸會倒吸．

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，題目難度中等．