Question

【題目】高氯酸銨（NH4ClO4）易分解產(chǎn)生大量氣體，常用作火箭推進(jìn)劑。實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)下列反應(yīng)制�。�NaClO4（aq）+ NH4Cl （aq）NH4ClO4 （aq）+NaCl （aq）。

（1）若 NH4Cl 用氨氣和濃鹽酸代替，上述反應(yīng)不需要外界供熱就能進(jìn)行，其原因是_____。

（2）根據(jù)如圖的溶解度曲線，在反應(yīng)后得到的混合溶液中獲得 NH4ClO4 晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為：_____，洗滌，干燥。

（3）在上述操作中，洗滌劑應(yīng)選擇_____

A. 熱水 B. 乙醇 C. 冰水 D. 濾液

（4）樣品中 NH4ClO4 的含量可用蒸餾法進(jìn)行測(cè)定，蒸餾裝置如圖所示（加熱和儀器固定裝置已略去），

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟 1：按如圖組裝好儀器，準(zhǔn)確稱取樣品 a g （約 0.5g） 于蒸餾燒瓶中，加入約 150mL 水溶解。

步驟 2：準(zhǔn)確量取 40.00mL 約 0.1 mol·L－1H2SO4 溶液于錐形瓶中。

步驟 3：經(jīng)滴液漏斗向蒸餾瓶中加入 20mL3molL－1NaOH 溶液。

步驟 4：加熱蒸餾至蒸餾燒瓶中剩余約 100mL 溶液。

步驟 5：用新煮沸過(guò)的水沖洗冷凝裝置 2~3 次，洗滌液并入錐形瓶中。

步驟 6：向錐形瓶中加入酸堿指示劑，用 c mol·L－1NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，記錄消耗NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。

步驟 7：將實(shí)驗(yàn)步驟 1-6 重復(fù) 2 次。記錄消耗 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為 V1 mL

步驟 8：在步驟 1 中不加入樣品，將實(shí)驗(yàn)步驟 1-6 重復(fù) 3 次。記錄消耗 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液的 平均體積為 V2 mL。

請(qǐng)回答：

①步驟 2 中，準(zhǔn)確量取 40.00mL H2SO4 溶液的玻璃儀器是_____。

②為確保氨氣被充分吸收的實(shí)驗(yàn)步驟為_________，為提高氨的吸收率，本實(shí)驗(yàn)還缺少的一步實(shí)驗(yàn)的步驟為_____

③請(qǐng)用含字母的表達(dá)式表示（如果有數(shù)字，請(qǐng)化簡(jiǎn)成一個(gè)數(shù)字）樣品中 NH4ClO4 的含量_____。

Answer 1

【答案】氨氣與濃鹽酸反應(yīng)放出熱量 蒸發(fā)濃縮 （至晶膜出現(xiàn)），冷卻結(jié)晶，過(guò)濾 C 酸式滴定管 4、5 組裝好整套蒸餾裝置后，應(yīng)檢查裝置的氣密性再進(jìn)下面的實(shí)驗(yàn)

【解析】

(1)該反應(yīng)需要的溫度較低，氨氣與濃鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，據(jù)此分析解答；

(2)由圖可知，NH4ClO4的溶解度受溫度影響很大，NaCl溶解度受溫度影響不大，NH4Cl、NaClO4的溶解度受溫度影響也很大，但相同溫度下，它們?nèi)芙舛冗h(yuǎn)大于NH4ClO4，據(jù)此分析解答；

(3)從能夠除去雜質(zhì)和減少產(chǎn)品的損失角度分析判斷；

(4)①H2SO4為酸性溶液；②為確保生成的氨被稀硫酸完全吸收，裝置需要?dú)饷苄院�，盡可能反應(yīng)完全，并沖洗冷凝管附著的氨水；③根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和原理計(jì)算。

(1)氨氣與濃鹽酸反應(yīng)放出熱量，該反應(yīng)需要溫度較低，反應(yīng)放出的熱量可以維持反應(yīng)的發(fā)生，因此NH4Cl用氨氣和濃鹽酸代替，上述反應(yīng)不需要外界供熱就能進(jìn)行，故答案為：氨氣與濃鹽酸反應(yīng)放出熱量；

(2)由圖可知，NH4ClO4的溶解度受溫度影響很大，NaCl溶解度受溫度影響不大，NH4Cl、NaClO4的溶解度受溫度影響也很大，但相同溫度下，它們?nèi)芙舛冗h(yuǎn)大于NH4ClO4，故從混合溶液中獲得較多NH4ClO4晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，并用冰水洗滌，減少損失，故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾；

(3)由圖可知，NH4ClO4的溶解度受溫度影響很大。A.用熱水洗滌，會(huì)使產(chǎn)品損失較大，故A不選；B.用乙醇洗滌，不能洗滌除去其他無(wú)機(jī)鹽，故B不選；C.用冰水洗滌可以除去其他無(wú)機(jī)鹽，并且減少了產(chǎn)品的溶解損失，故C選；D 濾液中含有其他雜質(zhì)，不能用來(lái)洗滌，故D不選；故答案為：C；

(4)①硫酸為酸溶液，應(yīng)該用酸式滴定管準(zhǔn)確量取40.00 mL H2SO4 溶液，故答案為：酸式滴定管；

②為確保生成的氨被稀硫酸完全吸收，首先要保證裝置的氣密性良好，其次使反應(yīng)盡可能反應(yīng)完全，并沖洗冷凝管附著的氨水，因此為確保生成的氨被稀硫酸完全吸收的實(shí)驗(yàn)步驟為：4、5；為提高氨的吸收率，本實(shí)驗(yàn)還缺少的一步實(shí)驗(yàn)的步驟為檢查裝置的氣密性，故答案為：4、5；組裝好整套蒸餾裝置后，應(yīng)檢查裝置的氣密性再進(jìn)下面的實(shí)驗(yàn)；

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，過(guò)程中的硫酸先后與氨氣和氫氧化鈉反應(yīng)，其中與氨氣反應(yīng)的硫酸為c mol·L－1×(V1 -V2)×10-3L=c(V2 –V1)×10-3 mol，則NH4ClO4的物質(zhì)的量為c(V2 –V1)×10-3 mol，樣品中 NH4ClO4 的含量為×100%=，故答案為：。