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←_______(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反应有岩脑砂生成，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）

(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 24.5L·mol-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______ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

Answer 1

【答案】 2 NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2 NH3↑ + 2H2O 除去 Cl2 中的 HCl 气体 a→d c ；h g←j i←b AgNO3、 NaOH 吸收混合气体中的水蒸气，防止对测定 HCl 的质量产生影响 ： 偏高

【解析】(1) ①依据实验室制备氨气的原理分析；②依据实验室制备干燥氯气原理分析；③根据氨气和氯气的密度不同分析；④根据NH4+和Cl-的检验方法分析。

(2) 实验中G处产生的气体有N2、HCl、H2O(g),气体通过浓硫酸除去H2O(g)，再通过碱石灰时只有HCl气体被吸收，余下的N2可以在量气管中测出气体体积。⑤H的目的是吸收混合气体中的水蒸气。⑥若装置 I 增重 b g为HCl，n(HCl)=，K 测得N2:n(N2)= ，⑦气体测量时气体温度偏高直接导致V偏大，所以n(N)偏高。

(1) ①A装置适用于固体加热制备气体，所以制取NH3时一般选用NH4Cl和Ca(OH)2,反应原理：2 NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O 。

②实验室用浓盐酸与 MnO2 反应制取Cl2可在B装置中进行，生成的氯气含有水蒸气和氯化氢气体，可以选用F除去氯化氢气体，再用E除去水蒸气，所以F中盛放饱和食盐水。

③制取氯气的气流流向为b i j gh，制取氨气的气流流向为ad c，考虑到氨气密度小于空气而氯气密度大于空气，所以氨气从e口进，氯气从f口进，氨气和氯气会形成逆向流动，更有利于二者充分混合，同时要注意确定连接顺序时，氯气气流是从右向左的，合理连接顺序：a→d c→e f←h g←j i←b。④检验固体氯化铵中的铵根离子，需要氢氧化钠溶液和 红色石蕊试纸，固体中检验Cl-需要水、稀硝酸和硝酸银溶液，缺少的是AgNO3、 NaOH。

(2) 实验中G处产生的气体有N2、HCl、H2O(g),气体通过浓硫酸除去H2O(g)，再通过碱石灰时只有HCl气体被吸收，余下的N2可以在量气管中测出气体体积。

⑤H 的目的是吸收混合气体中的水蒸气，防止对测定 HCl 的质量产生影响。

⑥若装置 I 增重 b g为HCl，n(HCl)=，K 测得N2:n(N2)= ，所以 n(N)：n(Cl)= ：。故答案为：：

⑦气体测量时气体温度偏高直接导致V偏大，所以n(N)偏高。故答案为：偏高。