题目内容
20．高氯酸铵（AP）是人工防冰雹的药剂，在受剧热撞击能引起爆炸．通过电解-复分解法制备AP的流程以及相关物质的溶解度曲线如下：
请回答下列问题：
（1）流程中“一次分离”的操作是过滤；二次分离的操作是蒸发浓缩，冷却结晶．
（2）反应器中加入氯化铵发生反应的离子方程式是NH4Cl+NaClO4=NaCl+NH4ClO4↓．
（3）若电解槽为隔膜式电解槽，隔膜为质子（H+）交换膜，电解槽中阳极的电极反应式是ClO3--2e-+H2O=ClO4-+2H+．
（4）流程中设计循环利用的目的是充分利用原料，提高经济效益．
（5）高氯酸铵在爆炸时放出大量的热，生成水和三种气体单质，其中一种气体呈黄绿色，另两种气体在高温或放电的条件下可发生反应，11.75g高氯酸铵爆炸时释放akJ热量，高氯酸铵爆炸的热化学方程式是2NH4ClO4（s）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$N2）（g）↑+2O2（g）↑+Cl2↑（g）+4H2O（l）△H=-20aKJ/mol（已知Mr（NH4ClO4）=117.5）
（6）NaClO3受热分解只生成NaClO4和一种无氧酸盐，某同学用21.3gNaClO3受热分解生成的NaClO4按上述流程制取高氯酸铵．整个流程中ClO4-损失了a%，最多能制得高氯酸铵的质量是18.375×（1-a%）g（已知：Mr（NaClO3）=106.5）
分析 由图可知，NH4ClO4的溶解度受温度影响很大，NaCl溶解度受温度影响不大，NH4Cl、NaClO4的溶解度受温度影响也很大，但相同温度下，它们溶解度远大于NH4ClO4，故采取蒸发浓缩，冷却结晶可析出高氯酸铵；通过过滤得到粗产品，进一步得到纯产品，需要经过重结晶．洗涤沉淀时为防止损失，用冷水洗涤．据此分析判断；
（1）通过蒸发浓缩得到过饱和溶液，再降低温度，溶解度小的物质析出，过滤得到粗产品，依据溶解度曲线变化趋势分析，蒸发浓缩，冷却结晶可析出高氯酸铵；
（2）氯化铵和高氯酸钠反应生成高氯酸铵和氯化钠；
（3）阳极上阴离子失电子发生氧化反应生成高氯酸盐，结合电荷守恒和原子守恒配平书写；
（4）循环使用的原则是参与反应，过程中又生成的物质循环使用，提高原料利用率，减少损耗；
（5）高氯酸铵在爆炸时放出大量的热，生成水和三种气体单质，其中一种气体呈黄绿色，另两种气体在高温或放电的条件下可发生反应，则反应生成物为：氮气、氧气、氯气，原子守恒配平书写得到化学方程式，结合定量关系计算对应反应定量关系下反应放出的热量，标注物质聚集状态和对一个反应的焓变得到热化学方程式；
（6）NaClO3受热分解只生成NaClO4和一种无氧酸盐，结合原子守恒配平书写得到化学方程式，就定量关系计算得到；
解答 解：（1）通过蒸发浓缩得到过饱和溶液，再降低温度，溶解度小的物质析出，过滤得到粗产品，要得到纯产品，需要经过重结晶，由图可知，NH4ClO4的溶解度受温度影响很大，NaCl溶解度受温度影响不大，NH4Cl、NaClO4的溶解度受温度影响也很大，但相同温度下，它们溶解度远大于NH4ClO4，故采取蒸发浓缩，冷却结晶可析出高氯酸铵，
故答案为：过滤，蒸发浓缩，冷却结晶；
（2）制得粗产品的反应原理为：NH4Cl+NaClO4=NaCl+NH4ClO4↓，符合溶解度大的向溶解度小的方向移动原理，
故答案为：NH4Cl+NaClO4=NaCl+NH4ClO4↓；
（3）若电解槽为隔膜式电解槽，隔膜为质子（H+）交换膜，电解槽中阳极的电极反应式是ClO3--2e-+H2O=ClO4-+2H+，
故答案为：ClO3--2e-+H2O=ClO4-+2H+；
（4）循环使用的原则是参与反应，过程中又生成的物质循环使用，提高原料利用率，减少损耗，
故答案为：充分利用原料，提高经济效益；
（5）高氯酸铵在爆炸时放出大量的热，生成水和三种气体单质，其中一种气体呈黄绿色，另两种气体在高温或放电的条件下可发生反应，则反应生成物为：氮气、氧气、氯气，原子守恒配平书写得到化学方程式，2NH4ClO4=N2↑+2O2↑+Cl2↑+4H2O，
11.75g高氯酸铵爆炸时释放akJ热量，2×117.5g高氯酸铵爆炸时释放20akJ热量，
结合定量关系计算对应反应定量关系下反应放出的热量，标注物质聚集状态和对一个反应的焓变得到热化学方程式：2NH4ClO4（s）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$N2）（g）↑+2O2（g）↑+Cl2↑（g）+4H2O（l）△H=-20aKJ/mol，
故答案为：2NH4ClO4（s）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$N2）（g）↑+2O2（g）↑+Cl2↑（g）+4H2O（l）△H=-20aKJ/mol；
（6）NaClO3受热分解只生成NaClO4和一种无氧酸盐，结合原子守恒配平得到化学方程式为：4NaClO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3NaClO4+NaCl
用21.3gNaClO3受热分解生成的NaClO4按上述流程制取高氯酸铵．整个流程中ClO4-损失了a%，
4NaClO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3NaClO4+NaCl
4×106.5 3×122.5
21.3g m
m=18.375g
由于NH4Cl+NaClO4=NaCl+NH4ClO4↓，所以最多能制得高氯酸铵的质量是18.375×（1-a%）；
故答案为：18.375×（1-a%）；
点评 本题以高氯酸铵（AP）是人工防冰雹的药剂，在受剧热撞击能引起爆炸．通过电解-复分解法制备AP的流程为背景的综合题，涉及理论分析、读图看图、氧化还原反应，化学方程式计算等内容，考查学生对综合实验处理能力，难度较大．注意蒸发和冷却结晶原理不同．
（1）如何检查该套装置的气密性？将E处导气管口放入水中，A处通过分液漏斗加水，如管口有气泡出现，说明气密性好．
（2）A是制取CO2的装置，写出A中发生反应的化学方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．
（3）填写表中空格：
| 仪器 | 加入试剂 | 加入该试剂的目的 |
| B | 吸收挥发出来的HCl | |
| C | ||
| D |
（5）试管F中收集满气体后，要用拇指堵住试管口，移出水面，接下来的操作是立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气．
（1）写出反应③的化学方程式2HI?H2+I2，一定温度下，向2L密闭容器中加入2mol HI（g），测得n （H2）随时间的变化如图二所示，则该温度下该反应的平衡常数K=$\frac{1}{64}$．
（2）写出反应①的化学方程式I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4，其中SO2体现的是还原性．
（3）综合①②③三个反应，可看出该化学循环是为了制备某种能源气体，该气体的化学式是H2．
（4）氧缺位铁酸铜（CuFe2O4-δ）是反应②的良好的催化剂．实验室用如下方法制得：
I．在Fe（NO3）3和Cu（NO3）2混合溶液中加入一定量KOH溶液，加热
II． 调节pH并连续搅拌24小时
III．过滤、干燥获得铁酸铜（CuFe2O4）
Ⅳ．在氮气保护下、1 223K时煅烧CuFe2O4，得到CuFe2O3.86
①写出制备得到CuFe2O4的化学方程式2Fe（NO3）3+Cu（NO3）2+8KOH=CuFe2O4+8KNO3+4H2O
②研究发现：
| 温度 | 元素存在形式 |
| 1 200-1 350K | Fe3+部分转变为Fe2+ |
（5）由于该循环中H2SO4 与HI发生副反应造成反应器堵塞，因此有科学家用图三所示原理进行反应．写出阳极的电极反应式SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-．请用文字说明在N极能够获得所需物质的原因是M极附近产生的H+通过质子交换膜移动到N极附近，与I2失电子后得到的I-形成HI溶液．
己知A，B、C、D，E五种元素的原子序数依次增大，A元素位于周期表的s区．其原子中电子层数等于未成对电子数：B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种原子轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3 倍． A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，AB两种元素成的原子个数之比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂．E有“生物金属”之称，E4+和氩原子的核外电子抹布相同．| A． | 葡萄糖能发生氧化反应 | |
| B． | 淀粉水解的最终产物是葡萄糖 | |
| C． | 利用油脂在碱性条件下的水解，可以生产甘油和肥皂 | |
| D． | 蛋白质中只含C、H、O三种元素． |
| A． | 乙烯 | B． | 乙烷 | ||
| C． | 乙醇 | D． | 山梨酸（CH3-CH=CH-CH=CH-COOH） |