题目内容
【题目】高氯酸铵（NH4ClO4）为白色晶体，具有不稳定性，在400 ℃时开始分解产生多种气体，常用于生产火箭推进剂。某化学兴趣小组同学利用下列装置对NH4ClO4的分解产物进行探究。（假设装置内药品均足量，部分夹持装置已省略。）
（1）在实验过程中发现C中铜粉由红色变为黑色，说明产物中有____________（填化学式）生成。
（2）实验完毕后，取D中硬质玻璃管中的固体物质于试管中，滴加蒸馏水，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，产生该气体的化学方程式为______________。
（3）通过上述实验现象的分析，某同学认为产物中还应有H2O，可能有Cl2。该同学认为可能有Cl2存在的理由是_________________________________。
（4）为了证明H2O和Cl2的存在，选择上述部分装置和下列提供的装置进行实验：
①按气流从左至右，装置的连接顺序为A→________→________→________。
②实验结束后发现G中液体变为橙黄色，用必要的文字和方程式解释出现该现象的原因：________________________。
③F中发生反应的离子方程式为___________________________。
（5）实验结论：NH4ClO4分解时产生了上述几种物质，则高氯酸铵分解的化学方程式为________________________________________________。
（6）在实验过程中仪器E中装有碱石灰的目的是________________；实验结束后，某同学拟通过称量D中镁粉质量的变化，计算高氯酸铵的分解率，会造成计算结果__________（填“偏大”“偏小”或“无法判断”）。
【答案】（1）O2
（2）Mg3N2+6H2O
3Mg(OH)2↓+2NH3↑
（3）O2和N2都是氧化产物，根据化合价变化规律，还应存在还原产物，从而判断出氯元素的价态降低，可能生成Cl2（答出要点即可）
（4）①H G F
②在KBr溶液中通入Cl2，发生反应：2KBr+Cl22KCl+Br2，生成的溴溶于水使溶液呈橙黄色
③Cl2+2OHCl+ClO+H2O
（5）2NH4ClO4
N2↑+2O2↑+Cl2↑+4H2O
（6）吸收空气中的CO2和水蒸气 偏大
【解析】（1）加热分解的气体经过碱石灰干燥后，还能使铜由红色变为黑色，说明生成了氧化铜，所以产物中含有O2。
（2）根据题干信息可知D中固体与H2O反应产生NH3，说明高氯酸铵分解产物中还有氮气生成，氮气与镁反应生成氮化镁，氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气：Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑。
（3）氧化还原反应中元素的化合价升高和降低是对立统一的关系，所以应该存在化合价降低的情况，所以可能有氯气生成。
（4）检验水蒸气和氯气，应该先用H中无水硫酸铜检验水的存在，然后将氯气通入KBr溶液中，发生反应：2KBr+Cl22KCl+Br2，生成的溴单质溶于水呈橙黄色。为防止剩余氯气污染环境，还需进行尾气处理，所以气流顺序为：A、H、G、F。F中氯气与NaOH溶液发生的离子反应为：Cl2+2OHCl+ClO+H2O。
（5）由实验现象可知高氯酸铵分解的产物有O2、Cl2、N2和H2O，根据得失电子相等，配平得方程式：2NH4ClO4N2↑+2O2↑+Cl2↑+4H2O。
（6）仪器F中装有碱石灰的目的是吸收空气中的CO2和水蒸气；但空气中的N2和O2仍会进入D中，造成产物质量偏大，导致计算出高氯酸铵的分解率偏大。
