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(shí)驗(yàn)小組對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行探究，并對(duì)巖腦砂進(jìn)行元素測(cè)定，回答下列問題：

(1)巖腦砂的制備

①利用裝置 A 制取實(shí)驗(yàn)所需的 NH3，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______。

②已知該實(shí)驗(yàn)中用濃鹽酸與 MnO2 反應(yīng)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(qǐng)確定上述裝置的合理連接順序：_______→e f←_______(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(yīng)有巖腦砂生成，需要用到的實(shí)驗(yàn)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(xué)式）

(2)巖腦砂中元素的測(cè)定

準(zhǔn)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(cè)定巖腦砂中氮元素和氯元素的物質(zhì)的量之比。(已知該過程發(fā)生的反應(yīng)為：2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O)

⑤設(shè)置裝置 H 的目的是______。

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

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

Answer 1

【答案】 2 NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2 NH3↑ + 2H2O 除去 Cl2 中的 HCl 氣體 a→d c ；h g←j i←b AgNO3、 NaOH 吸收混合氣體中的水蒸氣，防止對(duì)測(cè)定 HCl 的質(zhì)量產(chǎn)生影響 ： 偏高

【解析】(1) ①依據(jù)實(shí)驗(yàn)室制備氨氣的原理分析；②依據(jù)實(shí)驗(yàn)室制備干燥氯氣原理分析；③根據(jù)氨氣和氯氣的密度不同分析；④根據(jù)NH4+和Cl-的檢驗(yàn)方法分析。

(2) 實(shí)驗(yàn)中G處產(chǎn)生的氣體有N2、HCl、H2O(g),氣體通過濃硫酸除去H2O(g)，再通過堿石灰時(shí)只有HCl氣體被吸收，余下的N2可以在量氣管中測(cè)出氣體體積。⑤H的目的是吸收混合氣體中的水蒸氣。⑥若裝置 I 增重 b g為HCl，n(HCl)=，K 測(cè)得N2:n(N2)= ，⑦氣體測(cè)量時(shí)氣體溫度偏高直接導(dǎo)致V偏大，所以n(N)偏高。

(1) ①A裝置適用于固體加熱制備氣體，所以制取NH3時(shí)一般選用NH4Cl和Ca(OH)2,反應(yīng)原理：2 NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O 。

②實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸與 MnO2 反應(yīng)制取Cl2可在B裝置中進(jìn)行，生成的氯氣含有水蒸氣和氯化氫氣體，可以選用F除去氯化氫氣體，再用E除去水蒸氣，所以F中盛放飽和食鹽水。

③制取氯氣的氣流流向?yàn)閎 i j gh，制取氨氣的氣流流向?yàn)閍d c，考慮到氨氣密度小于空氣而氯氣密度大于空氣，所以氨氣從e口進(jìn)，氯氣從f口進(jìn)，氨氣和氯氣會(huì)形成逆向流動(dòng)，更有利于二者充分混合，同時(shí)要注意確定連接順序時(shí)，氯氣氣流是從右向左的，合理連接順序：a→d c→e f←h g←j i←b。④檢驗(yàn)固體氯化銨中的銨根離子，需要?dú)溲趸�鈉溶液和 紅色石蕊試紙，固體中檢驗(yàn)Cl-需要水、稀硝酸和硝酸銀溶液，缺少的是AgNO3、 NaOH。

(2) 實(shí)驗(yàn)中G處產(chǎn)生的氣體有N2、HCl、H2O(g),氣體通過濃硫酸除去H2O(g)，再通過堿石灰時(shí)只有HCl氣體被吸收，余下的N2可以在量氣管中測(cè)出氣體體積。

⑤H 的目的是吸收混合氣體中的水蒸氣，防止對(duì)測(cè)定 HCl 的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

⑥若裝置 I 增重 b g為HCl，n(HCl)=，K 測(cè)得N2:n(N2)= ，所以 n(N)：n(Cl)= ：。故答案為：：

⑦氣體測(cè)量時(shí)氣體溫度偏高直接導(dǎo)致V偏大，所以n(N)偏高。故答案為：偏高。