Question

【題目】高氯酸銨(NH4ClO4)為白色晶體，具有不穩定性，在400℃時開始分解產生多種氣體，常用于生產火箭推進劑。某化學興趣小組同學利用下列裝置對NH4ClO4的分解產物進行探究。(假設裝置內試劑均足量，部分夾持裝置已省略)。

（1）在實驗過程中發現C中銅粉由紅色變為黑色，說明分解產物中有__(填化學式)。

（2）實驗完畢后，取D中硬質玻璃管中的固體物質于試管中，滴加蒸餾水，產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍色的氣體，產生該氣體的化學方程式為__。

（3）通過上述實驗現象的分析，某同學認為產物中還應有H2O，可能有Cl2。該同學認為可能有Cl2存在的理由是__。

（4）為了證明H2O和Cl2的存在，選擇上述部分裝置和下列提供的裝置進行實驗：

①按氣流從左至右，裝置的連接順序為A→__→__→__。

②F中發生反應的離子方程式為__。

（5）實驗結論：NH4ClO4分解時產生了上述幾種物質，則高氯酸銨分解的化學方程式為___。

（6）在實驗過程中儀器E中裝有堿石灰的目的__；實驗結束后，某同學擬通過稱量D中鎂粉質量的變化，計算高氯酸銨的分解率，會造成計算結果__(填“偏大”“偏小”或“無法判斷”)。

Answer 1

【答案】O2 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ O2和N2都是氧化產物，根據化合價變化規律，還應存在還原產物，從而判斷出氯元素的化合價降低，可能生成Cl2 H G F Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 2NH4ClO4N2↑+2O2↑+Cl2↑+4H2O 吸收空氣中的CO2和水烝氣 偏大

【解析】

（1）NH4ClO4受熱分解產生的氣體，經堿石灰干燥后，能使銅粉由紅色變為黑色，說明生成了CuO，所以分解產物中含有O2，故答案為：O2；

（2）產生的能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍色的氣體為氨氣，發生反應為：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑，說明D中固體為Mg3N2，據此可判斷NH4ClO4受熱分解產物中有N2生成，故答案為：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑；

（3）根據分析可知，NH4ClO4分解產物中含有O2和N2，O2和N2都是氧化產物，根據氧化還原反應規律，還應存在還原產物，從而判斷出氯元素的化合價降低，可能生成氯氣，故答案為：O2和N2都是氧化產物，根據氧化還原反應規律，還應存在還原產物，從而判斷出氯元素的化合價降低，可能生成Cl2；

（4）①檢驗水蒸氣和氯氣，應該先用H中的無水硫酸銅檢驗水的存在，再用溴化鉀檢驗氯氣，現象是水溶液變為橙黃色；為了防止多余的氯氣污染環境，還需要使用尾氣吸收裝置，所以按氣流從左至右，裝置的連接順序為A→H→G→F，故答案為：H；G；F；

②F中發生反應是氯氣被氫氧化鈉溶液吸收生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，其反應的離子方程式：Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O，故答案為：Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O；

（5）NH4ClO4分解生成氮氣、氧氣、氯氣和水,結合電子守恒、原子守恒配平可得：2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑，故答案為：2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑；

（6）在實驗過程中儀器E中裝有堿石灰的目的是吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，實驗結束后，某同學擬通過稱量D中鎂粉質量的變化，計算高氯酸銨的分解率，鎂粉與裝置中的氧氣、氮氣反應，造成產物質量增大，會造成計算結果偏大，故答案為：吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣；偏大。