氨基甲酸铵是一种重要化工产品,常温时,为白色晶体或粉末,易溶于水,难溶于CCl4,59 ℃时分解为氨及二氧化碳,其制备原理

9.氨基甲酸铵是一种重要化工产品,常温时,为白色晶体或粉末,易溶于水,难溶于CCl4,59 ℃时分解为氨及二氧化碳,其制备原理:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH=-272 kJ·mol-1。
某化学兴趣小组利用下图实验装置(部分固定装置已省略)模拟制备NH2COONH4。试回答下列问题:

(1)仪器组装完毕后,首先应进行的操作是__________________________________________。
(2)装置A用于实验室制取NH2COONH4的原料气体之一,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)装置F中试剂的名称为________,装置G的作用为______________ ____________________。
(4)为提高原料气的利用率,应控制装置C和E中最佳鼓泡速率比为________,装置D采用冰水浴的原因为________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)生成的氨基甲酸铵悬浮于CCl4中,下列操作可实现产品分离的是________。

(6)实验装置中存在明显不足之处的是______________________________,有同学认为装置H、G和F组成的装置过于复杂可简化,请简述该方法:____________________ ____________________________________________________。
答案 (1)检查装置气密性
(2)Ca(OH)2+2NH4Cl
(=====)CaCl2+2NH3↑+2H2O
(3)浓硫酸 除去CO2中混有的HCl杂质
(4)2∶1 降低温度,有利于提高反应物的转化率(或降低温度,防止因反应放热造成NH2COONH4分解)
(5)C
(6)缺少尾气处理装置 采用干冰升华直接制取纯净干燥的CO2(其他合理方案均可)

解析 (1)该实验利用NH3和CO2反应制取NH2COONH4,故仪器组装完毕后,首先要检查装置的气密性,再装入药品。
(2)装置B中盛有碱石灰,可与CO2发生反应,故装置A利用NH4Cl与Ca(OH)2反应制取NH3,化学方程式为Ca(OH)2+2NH4Cl
(=====)CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(3)装置H利用CaCO3与稀盐酸反应制取CO2,制取的CO2中混有挥发出的HCl,G中饱和NaHCO3溶液用于除去CO2中的HCl;装置F用于干燥CO2气体,则F中盛有试剂为浓硫酸。
(4)结合反应2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)可知,控制装置C中NH3和E中CO2的最佳鼓泡速率比为2∶1,二者恰好完全反应。NH2COONH4在59 ℃时分解为氨及二氧化碳,且该反应的ΔH<0,故装置D采用冰水浴,降低温度,有利于平衡正向移动,提高反应物的转化率,防止因反应放热造成NH2COONH4分解。
(5)生成的氨基甲酸铵悬浮于CCl4中,可采用过滤的方法分离,故C正确。
(6)D装置中尾气直接排放到空气中,由于尾气中含有NH3,易污染环境。装置H、G和F组成的装置用于制取纯净、干燥的CO2气体,还可采用干冰升华的方法制取CO2

 
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码: