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、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 2NH4ClO4 N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O↑ F→B→D→C→E→H→G 装置E硬质玻璃管中红色粉末变为黑色 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑

【解析】

（1）高氯酸钠与氯化铵反应生成高氯酸铵，化合价未变；

（2）由粗产品获得纯净的高氯酸铵操作属于晶体的提纯；

（3）NH4ClO4的溶解度随温度的升高而增大；

（4）①结合原子个数守恒进行配平；

②用无水CuSO4固体（F）检验H2O(g)，再用湿润的红色布条（F）检验Cl2；对O2的检验应用O2将铜氧化的性质，由于Cl2同样具有氧化性，因此需先用NaOH溶液（D）除去Cl2，再通过浓硫酸（C）干燥，气体通过Cu粉（E）检验O2；G装置排水集气法用于检验N2，由于O2也难溶于水，因此需先用焦性没食子酸（H）吸收O2；

③Mg能与N2反应生成Mg3N2，Mg3N2与水反应生成的使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3。

（1）由流程可知，高氯酸钠与氯化铵反应生成高氯酸铵，则化学方程式为：NaClO4+NH4Cl=NH4ClO4+NaCl，该反应为复分解反应；

（2）由粗产品获得纯净的高氯酸铵操作属于晶体的提纯，而晶体的提纯用重结晶；

（3）由图2可知，NH4ClO4的溶解度随温度的升高而增大，因此洗涤NH4ClO4粗产品时，应选用0℃冷水进行洗涤，防止NH4ClO4溶解损耗；

（4）①由题干可知，NH4ClO4分解产生N2、Cl2和H2O，结合原子个数守恒可得，反应过程中还生成O2，因此该反应的化学方程式为：2NH4ClO4 N2↑+Cl2↑+2O2↑+4H2O↑；

②对产生气体的检验时，应首先用无水CuSO4固体（F）检验H2O(g)，再用湿润的红色布条（F）检验Cl2；对O2的检验应用O2将铜氧化的性质，由于Cl2同样具有氧化性，因此需先用NaOH溶液（D）除去Cl2，再通过浓硫酸（C）干燥，气体通过Cu粉（E）检验O2；G装置排水集气法用于检验N2，由于O2也难溶于水，因此需先用焦性没食子酸（H）吸收O2，因此装置的连接顺序为：A→F→B→D→C→E→H→G；证明O2存在的实验现象为：E中红色粉末变为黑色；

③水反应生成的使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3，因此反应的化学方程式为：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑。