Question

高氯酸铵(NH₄ClO₄)为白色晶体，是强氧化剂，常用作火箭发射的推进剂。已知:①NH₄ClO₄在400℃时开始分解，产物为N₂、Cl₂、O₂、H₂O；②Mg₃N₂易水解。请用下图所示装置设计实验证明分解产物中含有Cl₂、H₂O以及装置A中生成了Mg₃N₂(装置不重复使用)。

（1）写出高氯酸铵分解的化学方程式__________。

（2） 高氯酸铵分解选择的装置是__________ (填字母)。

（3）按气流从左到右，装置的连接顺序是: 分解装置→_____→_____→_____→_____→_____。______________

（4）C中所放的试剂是__________，G的作用是__________ 。

（5）能证明有Cl₂产生的现象是__________。

（6）要证明装置A中生成了Mg₃N₂需要进行的实验操作以及对应的实验现象是__________。

（7） 某实验宣存放的高氯酸铵样品中含有少量杂质，已知可用蒸馏法测定NH₄ClO₄的含量，其测定流程如下(杂质不参加反应)，则样品中NH₄ClO₄的含量(w)为__________。

Answer

2NH4ClO4N2 ↑+2O2↑+Cl2 ↑+4H2O B CFEGA 无水CuSO4 吸收水(干燥) F中溶液由无色变为橙色(或黄色) 取少量A中反应后的固体于试管中，加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝色 94%

【解析】

(1) NH4CIO4在400℃时开始分解，产物为N2、Cl2、O2、H2O；反应的化学方程式：2NH4ClO4N2 ↑+2O2↑+Cl2 ↑+4H2O ；正确答案：2NH4ClO4N2 ↑+2O2↑+Cl2 ↑+4H2O；

(2) 高氯酸铵为固体，且有水产生，因此要用到固+固加热装置，正确答案：B；

(3) 高氯酸铵分解产物中N2、Cl2、O2、H2O；先通过装置C验证水蒸气，然后进入装置F中验证氯气，然后气体进入装置E中，除去氯气，G中装有浓硫酸，进行气体的干燥；最后氮气与镁反应生成氮化镁；装置的连接顺序是：分解装置→C→F→E→G→A；

(4)根据上述分析可知C中所放的试剂是无水CuSO4，检验水蒸气；G中装有浓硫酸，吸收水蒸气；正确答案：无水CuSO4；吸收水；

(5)氯气有氧化性，能够把溴离子氧化为溴单质， F中溶液由无色变为橙色(或黄色)，能证明有Cl2产生；正确答案：F中溶液由无色变为橙色(或黄色)；

(6) Mg3N2易水解，与水发生反应生成氢氧化镁和氨气，因此只要检验氨气的存在即可证明装置A中生成了Mg3N2；具体操作为取少量A中反应后的固体于试管中，加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝色；正确答案：取少量A中反应后的固体于试管中，加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝色；

(7) NH4ClO4与氢氧化钠反应生成氨气，氨气被过量的硫酸吸收变为硫酸铵，剩余的硫酸用氢氧化钠溶液进行滴定，因此根据酸碱中和规律：溶液中剩余的氢离子的量等于消耗氢氧化钠的量=1×20×10-3=0.02mol,所以用来吸收氨气的氢离子的量为30×1×2 ×10-3-0.02=0.04 mol，所以氨气的量=0.04 mol，高氯酸铵的量=0.04 mol，高氯酸铵的质量=0.04×117.5=4.7g,所以则样品中NH4ClO4的含量(w)为4.7/5×100%=94%；正确答案：94%。