Question

【題目】高氯酸銨(NH4ClO4)常作火箭發射的推進劑，實驗室用NaClO4、NH4Cl等原料制取(部分物質的溶解度如圖1、圖2)，其實驗流程如圖3：

（1）反應器中發生反應的基本反應類型是________。

（2）上述流程中由粗產品獲得純凈高氯酸銨的方法為________。

（3）洗滌粗產品時，宜用________（填“0℃冷水”或“80°C熱水”)洗滌。

（4）已知NH4ClO4在400℃時開始分解為N2、Cl2、H2O。某課題組設計實驗探究NH4ClO4的分解產物(假設裝置內藥品均足量，部分夾持裝置已省略)

實驗開始前，已用CO2氣體將整套實驗裝置中空氣排盡；焦性沒食子酸溶液用于吸收氧氣。

①寫出高氯酸銨分解的化學方程式________。

②為了驗證上述產物，按氣流從左至右，裝置的連接順序為A→________(填裝置對應的字母)，證明氧氣存在的實驗現象為________。

③若裝置E硬質玻璃管中的Cu粉換成Mg粉，向得到的產物中滴加蒸餾水，產生使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體。滴加蒸餾水發生反應的化學方程式為________。

Answer 1

【答案】復分解反應 重結晶 0℃冷水 2NH4ClO4 N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O↑ F→B→D→C→E→H→G 裝置E硬質玻璃管中紅色粉末變為黑色 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑

【解析】

（1）高氯酸鈉與氯化銨反應生成高氯酸銨，化合價未變；

（2）由粗產品獲得純凈的高氯酸銨操作屬于晶體的提純；

（3）NH4ClO4的溶解度隨溫度的升高而增大；

（4）①結合原子個數守恒進行配平；

②用無水CuSO4固體（F）檢驗H2O(g)，再用濕潤的紅色布條（F）檢驗Cl2；對O2的檢驗應用O2將銅氧化的性質，由于Cl2同樣具有氧化性，因此需先用NaOH溶液（D）除去Cl2，再通過濃硫酸（C）干燥，氣體通過Cu粉（E）檢驗O2；G裝置排水集氣法用于檢驗N2，由于O2也難溶于水，因此需先用焦性沒食子酸（H）吸收O2；

③Mg能與N2反應生成Mg3N2，Mg3N2與水反應生成的使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體為NH3。

（1）由流程可知，高氯酸鈉與氯化銨反應生成高氯酸銨，則化學方程式為：NaClO4+NH4Cl=NH4ClO4+NaCl，該反應為復分解反應；

（2）由粗產品獲得純凈的高氯酸銨操作屬于晶體的提純，而晶體的提純用重結晶；

（3）由圖2可知，NH4ClO4的溶解度隨溫度的升高而增大，因此洗滌NH4ClO4粗產品時，應選用0℃冷水進行洗滌，防止NH4ClO4溶解損耗；

（4）①由題干可知，NH4ClO4分解產生N2、Cl2和H2O，結合原子個數守恒可得，反應過程中還生成O2，因此該反應的化學方程式為：2NH4ClO4 N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O↑；

②對產生氣體的檢驗時，應首先用無水CuSO4固體（F）檢驗H2O(g)，再用濕潤的紅色布條（F）檢驗Cl2；對O2的檢驗應用O2將銅氧化的性質，由于Cl2同樣具有氧化性，因此需先用NaOH溶液（D）除去Cl2，再通過濃硫酸（C）干燥，氣體通過Cu粉（E）檢驗O2；G裝置排水集氣法用于檢驗N2，由于O2也難溶于水，因此需先用焦性沒食子酸（H）吸收O2，因此裝置的連接順序為：A→F→B→D→C→E→H→G；證明O2存在的實驗現象為：E中紅色粉末變為黑色；

③水反應生成的使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體為NH3，因此反應的化學方程式為：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑。