Question

【題目】有資料顯示過量的NH3和Cl2在常溫下可合成巖腦砂（主要成分為NH4Cl），某實驗小組對該反應進行探究，并對巖腦砂進行元素測定，回答下列問題：

（1）巖腦砂的制備

①利用裝置A制取實驗所需的NH3，寫出反應的化學方程式：______。

②已知該實驗中用濃鹽酸與MnO2反應制取所需Cl2，裝罝F中的試劑是飽和食鹽水，則F裝置的作用是___。

③為了使NH3和Cl2在D中充分混合，請確定上述裝置的合理連接順序：___→e f←h←g←j←i←b（用小寫字母和箭頭表示，箭頭方向與氣流方向一致）。

④證明NH3和Cl2反應生成的巖腦砂中含有NH4+，需要用到的實驗用品中除了蒸餾水、稀HNO3、紅色石蕊試紙外，還需要用到的試劑有___。（填試劑的化學式也可以）

（2）巖腦砂中元素的測定：準確稱取a g巖腦砂，與足量的氧化銅混合加熱，利用下列裝置測定巖腦砂中氮元素和氯元素的物質的量之比。

（已知該過程發生的反應為：2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O）

⑤設置裝置H的目的是___。

⑥若裝置I增重b g，利用裝置K測得氣體體積為V L（已知常溫常壓下的氣體摩爾體積為24.5Lmol﹣1），則巖腦砂中n（N）：n（Cl）＝___（用含b、V的代數式表示，不必化簡）。

⑦若測量體積時氣體溫度高于常溫（其他操作均正確），則n（N）比正常值____（“偏高”“偏低”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2 NH3↑+2 H2O 除去Cl2中的HCl氣體 a→d→c 氫氧化鈉濃溶液 吸收反應產生的水蒸氣，防止對HCl測定造成干擾 (2V/24.5):(b/36.5) 偏高

【解析】

（1）①實驗室制備氨氣是利用氯化銨與氫氧化鈣共熱制得，其化學方程式為2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2 NH3↑+2 H2O；

②濃鹽酸具有揮發性，生成的氯氣含有HCl，需要除去，飽和食鹽水吸收HCl，同時降低氯氣在水中溶解度，因而F裝置的作用是除去Cl2中的HCl氣體；

③根據信息可知b到f為氯氣進入D裝置，則D裝置e端需通入NH3，A裝置a端為NH3出口，氨氣需干燥，因而通入C干燥管中，其連接順序為a→d→c；

④銨根離子的檢驗思路是銨鹽與濃堿液共熱制得氨氣，氨氣接觸濕潤的紅色石蕊試紙，若變藍色，說明巖腦砂中含有銨根，因而還需氫氧化鈉溶液。

（2）⑤利用圖示裝置測定巖腦砂中氮元素和氯元素的物質的量之比，根據該過程發生的反應可知需測量氮氣和氯化氫的量，氯化氫可用I堿石灰吸收，堿石灰也能夠吸水，因而需加一個干燥裝置，即H濃硫酸用來吸收反應產生的水蒸氣，防止對HCl測定造成干擾；

⑥根據裝置I增重b g，利用裝置K測得氣體體積為V L（已知常溫常壓下的氣體摩爾體積為24.5Lmol﹣1），可知裝置I吸收氯化氫，因而m(HCl)=b g，則n(Cl)=b/36.5mol，裝置K利用排水法測量氮氣的體積，V(N2)=V L，n(N)=2×V/24.5mol，n(N)：n(Cl)=；

⑦其他條件不變，溫度越高，氣體體積越大，因而根據n(N)=2×V/24.5mol，即V越大，n(N)越大，n(N)比正常值偏高。