Question

有资料显示过量的氨气和氯气在常温下可合成岩脑砂(主要成分为NH₄Cl)，某实验小组对该反应进行探究，并对岩脑砂进行元素测定。回答下列问题:

（1）岩脑砂的制备

①该实验中用依盐酸与MnO₂ 反应制取所需氯气，则装置F中的试剂是______(填试剂名称)。

②为了使氨气和氯气在D中充分混合，请确定上述装置的合理连接顺序:___→ef←____(用小写字母和箭头表示，箭头方向与气流方向一致)。________________

③装置D处有两个明显的不足之处，请指出________________________________。

④证明氨气和氯气反应有岩脑砂生成，需要的检验试剂中，除了蒸馏水、稀HNO₃、NaOH溶液外，还需要_________________________________。

（2）岩脑砂中元素的测定准确称取ag岩脑砂，与足量的氧化铜混合加热(发生的反应为2NH₄Cl+3CuO3Cu+N₂↑+2HC1↑+3H₂O)，利用下列装置测定岩脑砂中氮元素和氯元素的质量之比。

①设置装置H的目的是_____________________________________________。

②若装置I增重bg，利用装置K测得气体体积为VL(已知常温常压下气体摩尔体积为24.5 L/mol)，则岩脑砂中m(N) : m(Cl)=________ (用含b、V 的代数式表示，不必化简)。

若测量体积时气体温度高于常温(其他操作均正确)，则m(N)比正常值____(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

Answer

饱和食盐水 a→dc，hg←ji←b(提示:氨气从e口进，氯气从f口进。氨气和氯气会形成逆向流动，更有利于二者充分混合，同时要注意确定连接顺序时，氯气气流是从右向左的 导管太细，生成的氯化按固体会堵塞导管；无尾气处理装置 AgNO3溶液、红色石蕊试纸(其他合理答案即可) 吸收混合气体中的水蒸气，防止对测定氯化氢的质量产生影响 (28V/24.5):(35.5b/36.5) 偏高

【解析】①实验中用依盐酸与MnO2 反应制取所需氯气，F装置为收集氯气的装置，所以装置中的试剂是饱和食盐水。

②制取氨气的气流顺序为 adc制取氯气的气流顺序bijgh,考虑到氯气的密度比空气大，氨气的密度比空气小，所以氨气从e口进，氯气从f口进，氨气和氯气会形成逆向流动，更有利于二者充分混合，同时要注意确定连接顺序时，氯气气流是从右向左的 。合理连接顺序: a→dc→ef←hg←ji←b 。

③装置D处会发生反应生成了NH4Cl, NH4Cl为固体小颗粒，导管太细，生成的固体颗粒容易堵塞导管，，生成的氯化按固体会堵塞导管；因为Cl2有毒，需要有尾气处理装置。所以不足之处为：导管太细，生成的氯化按固体会堵塞导管；无尾气处理装置。

④检验固体氯化铵中的铵根离子需要NaOH溶液和红色石蕊试纸，检验Cl-需要蒸馏水，硝酸银和稀硝酸，所以答案为：AgNO3溶液、红色石蕊试纸。

（2）①由G处的反应为：2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HC1↑+3H2O，产生的气体通过饱和浓硫酸可以吸收水蒸气，设置装置H的目的是吸收混合气体中的水蒸气，防止对测定氯化氢的质量产生影响。

② 由2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HC1↑+3H2O知碱石灰增重的量为HCl,，根据已知装置I增重bg,，m(Cl)=[b/36.5]35.5g/mol；量气管的体积为N2，K测得气体体积为VL，则m（N）=V/24.5 L/mol。所以m(Cl)：m（N）=[b/36.5]35.5g/mol：V/24.5 L/mol=). (28V/24.5):(35.5b/36.5)

因为气体测量时温度偏高，导致V增大，所以m(N)偏大。答案：(28V/24.5):(35.5b/36.5) 偏高。