Question

【題目】H2NCOONH4(59℃時升華并分解)可用作磷化鋁中間體及醫(yī)藥等。可由干燥的NH3與CO2在低溫下(或冰水浴)制取，裝置如圖所示：

回答下列問題：

(1)裝置①中用“恒壓分液漏斗”代替普通的分液漏斗，其優(yōu)點(diǎn)是_____________，滴入濃氨水并攪拌能產(chǎn)生大量NH3的原因是____________________，裝置②干燥塔中盛放的合適干燥劑是_____________(填名稱)。

(2)裝置③用盛干冰裝置代替實(shí)驗(yàn)室制備CO2的常見制備及純化轉(zhuǎn)置，其優(yōu)點(diǎn)除裝置簡潔且可產(chǎn)生純凈干燥的CO2外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是____________________________________。

(3)裝置④用“聚乙烯薄膜反應(yīng)器”代替反應(yīng)管的優(yōu)點(diǎn)是____________，“聚乙烯薄膜反應(yīng)器”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________。

(4)從環(huán)境保護(hù)角度分析，裝置⑤的作用是_____________，還可以通過觀察氣泡確定NH3和CO2的比例是否合適，判斷的依據(jù)及不合適時的調(diào)節(jié)方案為________________。

Answer 1

【答案】便于液體順利滴入三口燒瓶中 NH3(g)+H2O(1)NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+OH-(aq)，增大了OH-濃度使平衡逆向移動，且NaOH固體可以吸水，減少了游離水的量并放出了熱量，這都有利于NH3逸出 堿石灰 干冰升華吸熱，可維持反應(yīng)在低溫下進(jìn)行 可輕輕揉搓得到粉末狀的H2NCOONH4(或易散熱，有利于提高H2NCOONH4的轉(zhuǎn)化率并避免分解) 2NH3+CO2=H2NCOONH4 吸收未反應(yīng)完的NH3 若無氣泡產(chǎn)生，說明比例合適,若有氣泡產(chǎn)生，可以通過調(diào)節(jié)恒壓滴液漏斗的活塞控制濃氨水的加入速率

【解析】

裝置①由濃氨水分解制NH3，經(jīng)過②干燥，與③中干冰升華產(chǎn)生的CO2一起進(jìn)入④中反應(yīng)，得到產(chǎn)物H2NCOONH4，裝置⑤中的濃H2SO4可以吸收多余的NH3。

（1）裝置①中的“恒壓分液漏斗”側(cè)面有一根玻璃管連通上下，可以平衡漏斗中液體上下的氣壓，便于液體順利滴入三口燒瓶中；濃氨水中存在反應(yīng)NH3(g)+H2O(1)NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+OH-(aq)，NaOH遇水產(chǎn)生大量的熱，并且有大量OH-，促使平衡向生成NH3的方向移動，從而產(chǎn)生大量NH3；NH3一般用堿石灰進(jìn)行干燥；

（2）NH3與CO2在低溫下反應(yīng)制取，干冰升華吸熱，可以維持低溫環(huán)境；

（3）“聚乙烯薄膜反應(yīng)器”比較柔軟，可以隔著反應(yīng)器揉搓得到粉末狀的H2NCOONH4，而且薄膜容易散熱，有利于提高H2NCOONH4的轉(zhuǎn)化率并避免分解；反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+CO2=H2NCOONH4；

（4）由于NH3有污染，濃H2SO4可以吸收多余的NH3；濃H2SO4可以吸收多余的NH3，但不會吸收CO2，若NH3與CO2比例剛好能完全反應(yīng)，則不會有CO2剩余，那么濃H2SO4中就不會看到氣泡，若能看到氣泡，則說明CO2產(chǎn)生的較快，需要加快NH3的速率。