Question

【題目】有資料顯示過量的氨氣和氯氣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:

I.巖腦砂的制備

(1)該實驗中用濃鹽酸與二氧化錳反應制取所需氯氣，寫出該反應的化學反應方程式_____，裝置F中的試劑是___________(填試劑名稱)。

(2)為了使氨氣和氯氣在D中充分混合，請確定上述裝置的合理連接順序:a→____→ef←___(用小寫字母和箭頭表示，箭頭方向與氣流方向一致)。

(3)裝置D處有兩個明顯的不足之處，其中之一為:導管太細，生成的氯化按固體會堵塞導管，之二為:___________。

(4)證明氨氣和氯氣反應有巖腦砂生成，需要的檢驗試劑(試紙)中，除了蒸餾水、稀HNO3、NaOH溶液外，還需要______。熱的濃氯化銨溶液可以清洗溶解鐵器表面銹跡，寫出相關反應的離子方程式_________________。

II.巖腦砂中元素的測定

準確稱取ag巖腦砂，與足量的氧化銅混合加熱(2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HC1↑+3H2O)，利用下列裝置測定巖腦砂中氮元素和氯元素的質量之比。

(5)設置裝置H的目的是______________。

(6)若裝置I增重bg，利用裝置K洲得氣體體積為VL(已知常溫常壓下氣體摩爾體積為24.5L/mol)，則巖腦砂中m(N):m(Cl)=_____(用含b、V的代數式表示，不必化簡)。若測量體積時氣體溫度高于常溫(其他操作均正確且忽略氣體摩爾體積的改變)，則m(N)比正常值______(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

Answer 1

【答案】 MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O 飽和食鹽水 →dc hg←ji←b 無尾氣處理裝置 AgNO3溶液、紅色石蕊試紙(其他合理答案即可) 6NH4++Fe2O32Fe3++6NH3↑+3H2O 吸收混合氣體中的水蒸氣，防止對測定氯化氫的質量產生影響 (28V/24.5)：(35.5b/36.5) 偏高

【解析】(1)該實驗中用濃鹽酸與二氧化錳反應制取氯氣，同時生成氯化錳和水，反應的化學反應方程式為MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O，裝置F是用于除去氯氣中的氯化氫，所裝的試劑是飽和食鹽水；(2)為了使氨氣和氯氣在D中充分混合，左邊A裝置利用氯化銨和氫氧化鈣加熱制取氨氣，利用裝置C進行干燥后進入D混合，氨氣密度比空氣小由長導管進從而逆向混合；右邊由裝置B利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應制取氯氣，再經裝置F除去氯化氫，再經裝置E干燥后進入裝置D混合；故裝置的合理連接順序為:a→dc→ef←hg←ji←b ；(3)裝置D處有兩個明顯的不足之處，其中之一為:導管太細，生成的氯化按固體會堵塞導管，之二為:無尾氣處理裝置，氨氣與氯氣直接排放到空氣中會造成污染；(4)檢驗巖腦砂(主要成分為NH4Cl)可利用強堿加熱產生能使濕潤紅色石蕊試紙變藍檢驗銨根離子，利用硝酸和硝酸銀檢驗氯離子，故試劑(試紙)中，除了蒸餾水、稀HNO3、NaOH溶液外，還需要AgNO3溶液、紅色石蕊試紙；熱的濃氯化銨溶液水解使溶液呈酸性，可以清洗溶解鐵器表面銹跡，反應的離子方程式為6NH4++Fe2O32Fe3++6NH3↑+3H2O；(5)設置裝置H的目的是吸收混合氣體中的水蒸氣，防止對測定氯化氫的質量產生影響；(6)若裝置I增重bg，則產物的氯化氫的物質的量為，利用裝置K測得氣體體積為VL(已知常溫常壓下氣體摩爾體積為24.5L/mol)，則氮氣的物質的量為，則巖腦砂中m(N):m(Cl)=；若測量體積時氣體溫度高于常溫，氮氣體積偏大，則m(N)比正常值偏高。