Question

【题目】高氯酸铵(NH4ClO4)常作火箭发射的推进剂，实验室用NaClO4、NH4Cl等原料制取(部分物质的溶解度如图1、图2)，其实验流程如图3：

（1）反应器中发生反应的基本反应类型是_____。

（2）上述流程中由粗产品获得纯净高氯酸铵的方法为_____。

（3）洗涤粗产品时，宜用_____(填“0℃冷水”或“80°C热水”)洗涤。

（4）已知NH4ClO4在400℃时开始分解为N2、Cl2、O2、H2O。某课题组设计实验探究NH4ClO4的分解产物(假设装置内药品均足量，部分夹持装置已省略)

实验开始前，已用CO2气体将整套实验装置中空气排尽；焦性没食子酸溶液用于吸收氧气。

①写出高氯酸铵分解的化学方程式_____。

②为了验证上述产物，按气流从左至右，装置的连接顺序为A→_____(填装置对应的字母)，证明氧气存在的实验现象为_____。

③若装置E硬质玻璃管中的Cu粉换成Mg粉，向得到的产物中滴加蒸馏水，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。滴加蒸馏水发生反应的化学方程式为_____。

Answer 1

【答案】复分解反应 重结晶 0℃冷水 N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O↑ F→B→D→C→E→H→G E中玻璃管内固体逐渐变成黑色

【解析】

NaClO4溶液和NH4Cl饱和溶液混合，常温下NH4ClO4的溶解度最小，可析出NH4ClO4固体，从而制得NH4ClO4固体，实际发生复分解反应，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作得到NH4ClO4粗品，将NH4ClO4重结晶可得纯净的NH4ClO4；

NH4ClO4在A中分解，无水硫酸铜检验水，若无水硫酸铜变蓝，则产物有水；

再用湿润的红色布条检验Cl2，若布条褪色，则产物有Cl2；

接下来用NaOH溶液将Cl2除去，用浓硫酸将除Cl2时带上的水蒸气除去；

将气体通入放有Cu和加热的硬质玻璃管检验氧气，若产物含氧气，玻璃管内红色固体逐渐变黑；

接下来用焦性没食子酸溶液将O2吸收，然后将气体通入G，若产物有氮气，将收集到一瓶氮气，据此分析解答。

(1)由上面的分析可知，反应器中发生的反应为： ，为复分解反应，故答案为：复分解反应；

(2)将粗产品进行重结晶可得到纯净的NH4ClO4，故答案为：重结晶；

(3)根据图2可知，NH4ClO4的溶解度随温度的升高而增大，0℃时溶解度低于NH4Cl和NaCl，且NH4Cl和NaCl在0℃时依然有较高的溶解度，则在洗涤粗产品时，宜用0℃冷水，故答案为：0℃冷水；

(4)①已知NH4ClO4在时开始分解为、、、，可得高氯酸铵分解的化学方程式：，注意400℃时，水为气体，故答案为：；

②从上面的分析可知，先用无水硫酸铜检验水蒸汽，用湿润的红色布条检验氯气，再用NaOH溶液吸收氯气，用浓硫酸吸收前面带上的水蒸气，用灼热的Cu粉检验氧气，用焦性没食子酸溶液吸收氧气，用排水法收集氮气。注意：水蒸气必须在最开始检验，氧气与铜反应前必须除去氯气，故装置的连接顺序为：A→F→B→D→C→E→H→G，若产物含氧气，则红色的Cu粉会变成黑色的Cu，故答案为：F→B→D→C→E→H→G；E中玻璃管内固体逐渐变成黑色；

③若将Cu换成Mg，则E装置中N2与Mg反应生成Mg3N2，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体为氨气，结合原子守恒可知，滴加蒸馏水发生反应的化学方程式为：，故答案为：。