Question

高氯酸铵(NH₄ClO₄)为白色晶体，具有不稳定性，在400℃时开始分解产生多种气体，常用于生产火箭推进剂。某化学兴趣小组同学利用下列装置对NH₄ClO₄的分解产物进行探究。(假设装置内试剂均足量，部分夹持装置已省略)。

（1）在实验过程中发现C中铜粉由红色变为黑色，说明分解产物中有__(填化学式)。

（2）实验完毕后，取D中硬质玻璃管中的固体物质于试管中，滴加蒸馏水，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，产生该气体的化学方程式为__。

（3）通过上述实验现象的分析，某同学认为产物中还应有H₂O，可能有Cl₂。该同学认为可能有Cl₂存在的理由是__。

（4）为了证明H₂O和Cl₂的存在，选择上述部分装置和下列提供的装置进行实验：

①按气流从左至右，装置的连接顺序为A→__→__→__。

②F中发生反应的离子方程式为__。

（5）实验结论：NH₄ClO₄分解时产生了上述几种物质，则高氯酸铵分解的化学方程式为___。

（6）在实验过程中仪器E中装有碱石灰的目的__；实验结束后，某同学拟通过称量D中镁粉质量的变化，计算高氯酸铵的分解率，会造成计算结果__(填“偏大”“偏小”或“无法判断”)。

Answer

O2 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ O2和N2都是氧化产物，根据化合价变化规律，还应存在还原产物，从而判断出氯元素的化合价降低，可能生成Cl2 H G F Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 2NH4ClO4N2↑+2O2↑+Cl2↑+4H2O 吸收空气中的CO2和水烝气 偏大

【解析】

（1）NH4ClO4受热分解产生的气体，经碱石灰干燥后，能使铜粉由红色变为黑色，说明生成了CuO，所以分解产物中含有O2，故答案为：O2；

（2）产生的能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体为氨气，发生反应为：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑，说明D中固体为Mg3N2，据此可判断NH4ClO4受热分解产物中有N2生成，故答案为：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑；

（3）根据分析可知，NH4ClO4分解产物中含有O2和N2，O2和N2都是氧化产物，根据氧化还原反应规律，还应存在还原产物，从而判断出氯元素的化合价降低，可能生成氯气，故答案为：O2和N2都是氧化产物，根据氧化还原反应规律，还应存在还原产物，从而判断出氯元素的化合价降低，可能生成Cl2；

（4）①检验水蒸气和氯气，应该先用H中的无水硫酸铜检验水的存在，再用溴化钾检验氯气，现象是水溶液变为橙黄色；为了防止多余的氯气污染环境，还需要使用尾气吸收装置，所以按气流从左至右，装置的连接顺序为A→H→G→F，故答案为：H；G；F；

②F中发生反应是氯气被氢氧化钠溶液吸收生成氯化钠、次氯酸钠和水，其反应的离子方程式：Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O，故答案为：Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O；

（5）NH4ClO4分解生成氮气、氧气、氯气和水,结合电子守恒、原子守恒配平可得：2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑，故答案为：2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑；

（6）在实验过程中仪器E中装有碱石灰的目的是吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，实验结束后，某同学拟通过称量D中镁粉质量的变化，计算高氯酸铵的分解率，镁粉与装置中的氧气、氮气反应，造成产物质量增大，会造成计算结果偏大，故答案为：吸收空气中的二氧化碳和水蒸气；偏大。