Question

【题目】有资料显示过量的NH3和Cl2在常温下可合成岩脑砂（主要成分为NH4Cl），某实验小组对该反应进行探究，并对岩脑砂进行元素测定，回答下列问题：

（1）岩脑砂的制备

①利用装置A制取实验所需的NH3，写出反应的化学方程式：______。

②已知该实验中用浓盐酸与MnO2反应制取所需Cl2，装罝F中的试剂是饱和食盐水，则F装置的作用是___。

③为了使NH3和Cl2在D中充分混合，请确定上述装置的合理连接顺序：___→e f←h←g←j←i←b（用小写字母和箭头表示，箭头方向与气流方向一致）。

④证明NH3和Cl2反应生成的岩脑砂中含有NH4+，需要用到的实验用品中除了蒸馏水、稀HNO3、红色石蕊试纸外，还需要用到的试剂有___。（填试剂的化学式也可以）

（2）岩脑砂中元素的测定：准确称取a g岩脑砂，与足量的氧化铜混合加热，利用下列装置测定岩脑砂中氮元素和氯元素的物质的量之比。

（已知该过程发生的反应为：2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O）

⑤设置装置H的目的是___。

⑥若装置I增重b g，利用装置K测得气体体积为V L（已知常温常压下的气体摩尔体积为24.5Lmol﹣1），则岩脑砂中n（N）：n（Cl）＝___（用含b、V的代数式表示，不必化简）。

⑦若测量体积时气体温度高于常温（其他操作均正确），则n（N）比正常值____（“偏高”“偏低”或“无影响”）。

Answer 1

【答案】2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2 NH3↑+2 H2O 除去Cl2中的HCl气体 a→d→c 氢氧化钠浓溶液 吸收反应产生的水蒸气，防止对HCl测定造成干扰 (2V/24.5):(b/36.5) 偏高

【解析】

（1）①实验室制备氨气是利用氯化铵与氢氧化钙共热制得，其化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2 NH3↑+2 H2O；

②浓盐酸具有挥发性，生成的氯气含有HCl，需要除去，饱和食盐水吸收HCl，同时降低氯气在水中溶解度，因而F装置的作用是除去Cl2中的HCl气体；

③根据信息可知b到f为氯气进入D装置，则D装置e端需通入NH3，A装置a端为NH3出口，氨气需干燥，因而通入C干燥管中，其连接顺序为a→d→c；

④铵根离子的检验思路是铵盐与浓碱液共热制得氨气，氨气接触湿润的红色石蕊试纸，若变蓝色，说明岩脑砂中含有铵根，因而还需氢氧化钠溶液。

（2）⑤利用图示装置测定岩脑砂中氮元素和氯元素的物质的量之比，根据该过程发生的反应可知需测量氮气和氯化氢的量，氯化氢可用I碱石灰吸收，碱石灰也能够吸水，因而需加一个干燥装置，即H浓硫酸用来吸收反应产生的水蒸气，防止对HCl测定造成干扰；

⑥根据装置I增重b g，利用装置K测得气体体积为V L（已知常温常压下的气体摩尔体积为24.5Lmol﹣1），可知装置I吸收氯化氢，因而m(HCl)=b g，则n(Cl)=b/36.5mol，装置K利用排水法测量氮气的体积，V(N2)=V L，n(N)=2×V/24.5mol，n(N)：n(Cl)=；

⑦其他条件不变，温度越高，气体体积越大，因而根据n(N)=2×V/24.5mol，即V越大，n(N)越大，n(N)比正常值偏高。