Question

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

（1）反應器中發(fā)生反應的基本反應類型是_____。

（2）上述流程中由粗產(chǎn)品獲得純凈高氯酸銨的方法為_____。

（3）洗滌粗產(chǎn)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、O2、H2O。某課題組設計實驗探究NH4ClO4的分解產(chǎn)物(假設裝置內(nèi)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(chǎn)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(xiàn)象為_____。

③若裝置E硬質(zhì)玻璃管中的Cu粉換成Mg粉，向得到的產(chǎn)物中滴加蒸餾水，產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體。滴加蒸餾水發(fā)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 N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O↑ F→B→D→C→E→H→G E中玻璃管內(nèi)固體逐漸變成黑色

【解析】

NaClO4溶液和NH4Cl飽和溶液混合，常溫下NH4ClO4的溶解度最小，可析出NH4ClO4固體，從而制得NH4ClO4固體，實際發(fā)生復分解反應，再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾等操作得到NH4ClO4粗品，將NH4ClO4重結晶可得純凈的NH4ClO4；

NH4ClO4在A中分解，無水硫酸銅檢驗水，若無水硫酸銅變藍，則產(chǎn)物有水；

再用濕潤的紅色布條檢驗Cl2，若布條褪色，則產(chǎn)物有Cl2；

接下來用NaOH溶液將Cl2除去，用濃硫酸將除Cl2時帶上的水蒸氣除去；

將氣體通入放有Cu和加熱的硬質(zhì)玻璃管檢驗氧氣，若產(chǎn)物含氧氣，玻璃管內(nèi)紅色固體逐漸變黑；

接下來用焦性沒食子酸溶液將O2吸收，然后將氣體通入G，若產(chǎn)物有氮氣，將收集到一瓶氮氣，據(jù)此分析解答。

(1)由上面的分析可知，反應器中發(fā)生的反應為： ，為復分解反應，故答案為：復分解反應；

(2)將粗產(chǎn)品進行重結晶可得到純凈的NH4ClO4，故答案為：重結晶；

(3)根據(jù)圖2可知，NH4ClO4的溶解度隨溫度的升高而增大，0℃時溶解度低于NH4Cl和NaCl，且NH4Cl和NaCl在0℃時依然有較高的溶解度，則在洗滌粗產(chǎn)品時，宜用0℃冷水，故答案為：0℃冷水；

(4)①已知NH4ClO4在時開始分解為、、、，可得高氯酸銨分解的化學方程式：，注意400℃時，水為氣體，故答案為：；

②從上面的分析可知，先用無水硫酸銅檢驗水蒸汽，用濕潤的紅色布條檢驗氯氣，再用NaOH溶液吸收氯氣，用濃硫酸吸收前面帶上的水蒸氣，用灼熱的Cu粉檢驗氧氣，用焦性沒食子酸溶液吸收氧氣，用排水法收集氮氣。注意：水蒸氣必須在最開始檢驗，氧氣與銅反應前必須除去氯氣，故裝置的連接順序為：A→F→B→D→C→E→H→G，若產(chǎn)物含氧氣，則紅色的Cu粉會變成黑色的Cu，故答案為：F→B→D→C→E→H→G；E中玻璃管內(nèi)固體逐漸變成黑色；

③若將Cu換成Mg，則E裝置中N2與Mg反應生成Mg3N2，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色的氣體為氨氣，結合原子守恒可知，滴加蒸餾水發(fā)生反應的化學方程式為：，故答案為：。