Bài 8 : Amoniac và muối amoni

Tính chất của Amoniac (NH3), muối Amoni

A. AMONIAC

I. Cấu tạo phân tử

    Trong phân tử NH3, N liên kết với ba nguyên tử hidro bằng ba liên kết cộng hóa trị có cực. NH3 có cấu tạo hình chóp với nguyên tử Nitơ ở đỉnh. Nitơ còn một cặp electron hóa trị là nguyên nhân tính bazơ của NH3.

II. Tính chất vật lý

- Amoniac (NH3) là chất khí không màu, có mùi khai xốc, nhẹ hơn không khí, tan rất nhiều trong nước.

III. Tính chất hóa học

1. Tính bazơ yếu - Tác dụng với nước:

NH3 + H2O ⇋ NH4+ + OH-

    ⇒ Dung dịch NH3 là một dung dịch bazơ yếu. - Tác dụng với dung dịch muối (muối của những kim loại có hidroxit không tan):

AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl

Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4+

    - Tác dụng với axit → muối amoni:

NH3 + HCl → NH4Cl (amoni clorua)

2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 (amoni sunfat)

2. Khả năng tạo phức Dung dịch amoniac có khả năng hòa tan hiđroxit hay muối ít tan của một số kim loại, tạo thành các dung dịch phức chất. Ví dụ: * Với Cu(OH)2:

Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2 (màu xanh thẫm)

    * Với AgCl:

AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]Cl

    Sự tạo thành các ion phức là do sự kết hợp các phân tử NH3 bằng các electron chưa sử dụng của nguyên tử nitơ với ion kim loại. 3. Tính khử - Amoniac có tính khử: phản ứng được với oxi, clo và khử một số oxit kim loại (Nitơ có số oxi hóa từ -3 đến 0, +2). - Tác dụng với oxi: - Tác dụng với clo:

2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl

    NH3 kết hợp ngay với HCl vừa sinh ra tạo “khói trắng” NH4Cl - Tác dụng với CuO:

IV. Ứng dụng

    - Sản xuất axit nitric, các loại phân đạm như ure (NH2)2CO; NH4NO3; (NH4)2SO4; … - Điều chế hidrazin (N2H4) làm nhiên liệu cho tên lửa. - Amoni lỏng dùng làm chất gây lạnh trong máy lạnh.

V. Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm Đun nóng muối amoni với Ca(OH)2

IV. Ứng dụng

    - Sản xuất axit nitric, các loại phân đạm như ure (NH2)2CO; NH4NO3; (NH4)2SO4; … - Điều chế hidrazin (N2H4) làm nhiên liệu cho tên lửa. - Amoni lỏng dùng làm chất gây lạnh trong máy lạnh.

V. Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm Đun nóng muối amoni với Ca(OH)2 - Nhiệt độ: 450 – 500oC. - Áp suất cao từ 200 – 300 atm. - Chất xúc tác: sắt kim loại được trộn thêm Al2O3, K2O, ... Làm lạnh hỗn hợp khí bay ra, NH3 hóa lỏng được tách riêng.

B. MUỐI AMONI

Là tinh thể ion gồm cation NH4+ và anion gốc axit.

I. Tính chất vật lý

    - Là những hợp chất tinh thể ion, phân tử gồm cation NH4+ và anion gốc axit. - Tan nhiều trong nước điện ly hoàn toàn thành các ion. NH4Cl → NH4+ + Cl-; Ion NH4+ không có màu.

II. Tính chất hóa học

1.Phản ứng thuỷ phân: Tạo môi trường có tính axit làm quỳ tím hoá đỏ. NH4+ + HOH → NH3 + H3O+ (Tính axit) 2. Tác dụng với dung dịch kiềm: (nhận biết ion amoni, điều chế amoniac trong phòng thí nghiệm) 3. Phản ứng nhiệt phân - Muối amoni chứa gốc của axit không có tính oxi hóa khi nung nóng bị phân hủy thành NH3. NH4HCO3 (bột nở) được dùng làm xốp bánh. - Muối amoni chứa gốc của axit có tính oxi hóa khi bị nhiệt phân cho ra N2, N2O. - Nhiệt độ lên tới 500oC, ta có phản ứng:

2NH4NO3 → 2N2 + O2 + 4H2O

Bài 1 (trang 37 SGK Hóa 11):

Mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm chứng minh rằng amoniac tan nhiều trong nước? Lời giải: - Thí ngiệm: - Khí amoniac được nạp vào đầy bình thuỷ tinh, đạy bình bằng nút cao su có ống thuỷ tinh nhọn xuyên qua. - Nhúng đầu ống thuỷ tinh vào chậu nước có pha vài giọt phenolphtalein. - Hiện tượng: Nước dâng lên rất nhanh trong ống thuỷ tinh nhọn sau đó phun lên có tia màu hồng - Giải thích: Khí amoniac tan rất nhanh trong nước là giảm áp suất trong bình nên áp suất ngoài không khí nén vào mặt thoáng của chậu nước làm nước phun lên trong ống thuỷ tinh thành dòng. Amoniac tan trong nước tạo thành dung dịch có tính bazơ làm cho phenolphtalein không màu chuyển thành màu hồng.

Bài 2 (trang 37 SGK Hóa 11):

Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau và viết các phương trình hóa học: Biết rằng A là hợp chất của nitơ. Lời giải: - Sơ đồ: Phương trình phản ứng: (1) Khí NH3 + H2O ⇆ NH4OH (2) NH3 + HCl → NH4Cl (3) NH4Cl + NaOH → NH3↑ + NaCl + H2O (4) NH3 + HNO3 → NH4NO3 (5) NH4NO3 → N2O + 2H2O

Bài 3 (trang 37 SGK Hóa 11):

Hiện nay, để sản xuất amoniac, người ta điều chế nitơ và hiđro bằng cách chuyển hoá có xúc tác một hỗn hợp gồm không khí, hơi nước và khí metan (thành phần chính của khí thiên nhiên). Phản ứng giữa khí metan và hơi nước tạo ra hiđro và cacbon đioxit. Để loại khí oxi và thu khí nitơ, người ta đốt khí metan trong một thiết bị kín chứa không khí.Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng điều chế khí hiđro, loại khí oxi và tổng hợp khí amoniac? Lời giải: Phương trình điều chế hiđro CH4 + 2H2O -to, xt→ CO2 + 4H2 Phương trình loại khí oxi: CH4 + 2O2 -to→ CO2 + 2H2O Phương trình tống hợp amoniac: N2 + 3H2 -450-500o, Fe, 200-300atm→ 2NH3

Bài 4 (trang 38 SGK Hóa 11): 

Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các dung dịch: NH3, Na2SO4, NH4Cl, (NH4)2SO4. Viết phương trình hoá học của các phản ứng đã dùng. Lời giải: Cho quỳ tím vào từng ống: ống màu xanh là dung dịch NH3; hai ống có màu hồng là NH4Cl và (NH4)2SO4; ống không có hiện tượng gì là Na2SO4. Cho Ba(OH)2 vào hai ống làm hồng quỳ tím. Nếu thấy ống nào có khí bay ra mùi khai là NH4Cl, ống vừa có khí bay ra mùi khai vừa có kết tủa là (NH4)2SO4. (NH4)2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 ↓ + 2NH3 ↑ + 2H2O 2NH4Cl + Ba(OH)2 → BaCl+ 2NH3 + 2H2O

Bài 5 (trang 38 SGK Hóa 11): 

Muốn cho cân bằng của phản ứng tổng hợp amoniac sang phải, cần phải đồng thời: A. Tăng áp suất và tăng nhiệt độ.                                                        B. Giảm áp suất và giảm nhiệt độ. C. Tăng áp suất và giảm nhiệt độ.                                                       D. Giảm áp suất và tăng nhiệt độ. Lời giải: - Đáp án C. - Phản ứng điều chế NH3: - Sau phản ứng số mol khí giảm nên theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng khi tăng áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều giảm áp suất (chiều thuận). - Phản ứng này toả nhiệt nên khi giảm nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều tăng nhiệt độ (chiều thuận)

Bài 6 (trang 38 SGK Hóa 11): 

Trong phản ứng nhiệt phân các muối NH4NO2 và NH4NO3 số oxi hoá của nitơ biến đổi như thế nào? Nguyên tử nitơ trong ion nào của muối đóng vai trò chất khử và nguyên tử nitơ trong ion nào của muối đóng vai trò chất oxi hoá? Lời giải: Phản ứng nhiệt phân: Trong hai phản ứng trên số oxi hoá của nitơ trong mỗi phản ứng đều thay đổi. Trong mỗi phân tử muối một nguyên tử nitơ có số oxi hoá tăng, một nguyên tử có số oxi hoá giảm, đây là phản ứng oxi hoá khử nội phân tử.Ở cả hai phản ứng nitơ nguyên tử trong ion NH+4 đều là chất khử (chất cho e) nitơ từ số oxi hoá -3 tăng lên 0 ở phản ứng (1) và lên +1 ở phản ứng (2).Nguyên tử nitơ trong ion NO2- và NO3- là chất oxi hoá (chất nhận e). Ở phản ứng (1) số oxi hoá của N từ +3 (trong NO2- ) xuống 0 và ở phản ứng (2) số oxi hoá của nitơ từ +5 (trong NO3-) xuống +1.

Bài 7 (trang 38 SGK Hóa 11): 

Cho dung dịch NaOH dư vào 150,0 ml dung dịch (NH4)2SO4 1,00M, đun nóng nhẹ. a. Viết phương trình hoá học ở dạng phân tử và dạng ion rút gọn? b. Tính thể tích khí (đktc) thu được? Lời giải: a) 2NaOH + (NH4)2SO4 → 2NH3↑ + Na2SO4 + 2H2O NH4+ + OH- → 2NH3↑ + H2O b) n(NH4)2SO4 = 0,15. 1 = 0,15 mol Theo phương trình: nNH3 = 2. n(NH4)2SO4 = 0,15. 2 = 0,3 mol VNH3 = 0,3. 22,4 = 6,72 lít

Bài 8 (trang 38 SGK Hóa 11):

Phải dùng bao nhiêu lít khí nitơ và bao nhiêu lít khí hiđro để điều chế 17,00 gram NH3. Biết rằng hiệu suất chuyển hoá thành amoniac là 25%. Các thể tích khí được đo ở đktc. A. 44,8 lit N2 và 134,4 lit H2                                                                           B. 22,4 lit N2 và 134,4 lit H2 C. 22,4 lit N2 và 67,2 lit H2                                                                              D. 44,8 lit N2 và 67,2 lit H2 Lời giải: - Đáp án A Do hiệu suất 25% nên nN2cần dùng = 2( mol) và nH2cần dùng = 6(mol). ⇒VN2 = 2. 22,4 = 44,8 (lit) và VH2 = 22,4. 6= 134,4 (lit).

Trắc nghiệm 

Bài 1: X là muối khi tác dụng với dung dịch NaOH dư sinh khí mùi khai, tác dụng với dung dịch BaCl2 sinh kết tủa trắng không tan trong HNO3. X là muối nào trong số các muối sau? A. (NH4)2CO3.                      B. (NH4)2SO3.                                 C. NH4HSO3.                                   D. (NH4)3PO4.
Đáp án: C
Bài 2: Nhận xét nào sau đây không đúng về muối amoni ? A. Muối amoni bền với nhiệt.                                                                B. Các muối amoni đều là chất điện li mạnh. C. Tất cả các muối amoni đều tan trong nước.                                     D. các muối amoni đều bị thủy phân trong nước.
Đáp án: A
Bài 3: Oxi hóa 6 lít NH3 (tạo ra N2 và NO theo tỉ lệ mol 1 : 4) cần vừa đủ V là không khí ( chứa 20% oxi về thể tích). Các thể tích đó ở cùng điều kiện. Giá trị của V là A. 6,5.                                          B. 22,5.                                    C. 32,5.                                          D. 24,5.
Đáp án: C 12NH3 + 13O2 → 8NO + 2N2 + 18H2O VO2 = (6 x 13) / 12 = 6,5 mol ⇒ Vkk = 6,5 : 20% = 32,5 lít
Bài 4: Cho 22,4 lít hỗn hợp khi X gồm N2 và H2 đi qua xúc tác Fe, nung nống để tổng hợp NH3 thu được 20,16 lít hỗn hợp khí Y. Hấp thụ toàn bộ Y vào dung dịch AlCl3 dư, thu được m gam kết tủa. Các thể tích khí đó ở cùng điều kiện. Giá trị của m là A. 13.                                        B. 2,6.                                        C. 5,2.                                           D. 3,9.
Đáp án: B nX = 1 mol; nNH3 = nX - nY = 1- 0,9 = 0,1 mol ⇒ nAl(OH)3 = 0,1 /3 ⇒ m =2,6g
Bài 5: Thực hiện phản ứng giữa H2 và N2 (tỉ lệ mol 4 : 1) trong bình kín có xúc tác, thu được hỗn hợp khi có áp suất giảm 9% so với ban đầu(trong cùng điều kiện). HIệu suất phản ứng là A. 20%.                                  B. 22,5%.                                     C. 25%.                                     D. 27%.
Đáp án: B nH2 = 4 mol; nN2 = 1 mol ⇒ hỗn hợp khí có áp suất giảm 9% ⇒ Số mol sau phản ứng = 91%. 5 = 4,55 mol 3H2 (3x) + N2 (x) → 2NH3 (2x) do H2 : N2 = 4 : 1 ⇒ Hiệu suất tính theo N2 n hỗn hợp sau pư = nH2 dư + nN2 dư + nNH3 = 4 - 3x + 1 – x + 2x = 5 - 2x = 4,55 ⇒ x = 0,225 ⇒ H% = 22,5%
Bài 6: Điều chế NH3 từ hỗn hợp hồm N2 và H2 (tỉ lệ 1 : 3) . Tỉ khối hỗn hợp trước so với hỗn hợp sau phản ứng là 0,9. Hiệu suất phản ứng là A. 25%.                                         B. 40%.                                     C. 10%.                                    D. 20%.
Đáp án: D Ta có  Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: msau = mtrước
→ nH2 = 7,5 mol; nN2 = 2,5 mol 3H2 (3x) + N2 (x) → 2NH3 (2x mol) do H2 : N2 = 3 : 1 ⇒ Hiệu suất tính theo N2 hoặc H2 Sau phản ứng n = nH2 + nN2 + nNH3 = 7,5 - 3x + 2,5 – x + 2x = 10 – 2x = 9 → x = 0,5 ⇒ H% = (0,5/2,5). 100% = 20%
Bài 7: Hỗn hợp X gồm NH4Cl và (NH4)2SO4. Cho X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, đun nhẹ thu được 9,32 gam kết tủa và 2,24 lít khí thoát ra. Hỗn hợp X có khối lượng là A. 5,28 gam.                         B. 6,60 gam.                                   C. 5,35 gam.                                          D. 6,35 gam.
Đáp án: D NH4Cl (x mol); (NH4)2SO4 (y mol) nBaSO4 = y = 0,04 mol nNH3 = nNH4+ = x + 2y = 0,1 mol ⇒ x = 0,02 mol mX = 0,02. 53,5 + 0,04. 132 = 6,35 gam
Bài 8: Cho 14,8 gam Ca(OH)2 vào 150 gam dung dịch (NH4)2SO4 26,4% rồi đun nóng thu được V lít khí (đktc). Để đốt cháy hết V lít khí trên cần vừa đủ một lượng O2. Lượng O2 trên thu được khi nung m gam KClO2 (có xúc tác). Giá trị của m là A. 73,5.                                           B. 49.                                        C. 24,5.                                     D. 12,25.
 
Bài 9: Trộn 300 ml dung dịch NaNO2 2M với 200 ml dung dịch NH4Cl 2M rồi đun nóng cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Thể tích khí thu được ở đktc là A. 22,4 lít.                             B. 13,44 lít.                       C. 8,96 lít.                               D. 1,12 lít.
Đáp án: C nNaNO2 = 0,6 mol; nNH4Cl = 0,4 mol NH4Cl + NaNO2 -toC→ N2 + NaCl + 2H2O nN2 = nNH4Cl = 0,4 mol ⇒ VN2 = 8,96l
Bài 10: Cho 100 gam dung dịch NH4HSO4 11,5% vào 100 gam dung dịch Ba(OH)2 13,68% và đun nhẹ. Thể tích khí (đktc) và khối lượng kết tủa thu được là (giả sử toàn bộ khí sinh ra thoát ra khỏi dung dịch) A. 2,24 lít và 23,3 gam                                                                      B. 2,244 lít và 18,64 gam C. 1,344 lít và 18,64 gam                                                                      D. 1,792 lít và 18,64 gam.
Đáp án: C NH4HSO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 ↓ + NH3 ↑ + H2O HSO4- + Ba2+ → SO42- + H2O OH- + NH4+ → NH3 + H2O ⇒ nNH3 = 0,06 mol ⇒ V = 1,344l Ba2+ + SO42- → BaSO4 ⇒ nBaSO4 = 0,08 mol ⇒ m = 18,64g
Bài 11: Tính bazơ của NH3 do A. trên N còn cặp e tự do.                                                               B. phân tử có 3 liên kết cộng hóa trị phân cực. C. NH3 tan được nhiều trong nước.                                               D. NH3 tác dụng với nước tạo NH4OH.
Đáp án: A
Bài 12: Để tách riêng NH3 ra khỏi hỗn hợp gồm N2 , H2, NH3 trong công nghiệp người ta đã A. Cho hỗn hợp qua nước vôi trong dư.                                              B. Cho hỗn hợp qua bột CuO nung nóng. C. nén và làm lạnh hỗn hợp để hòa lỏng NH3.                                    D. Cho hỗn hợp qua dung dịch H2SO4 đặc.
Đáp án: C
Bài 13: Chất nào sau đây có thể làm khô khí NH3 có lẫn hơi nước ? A. P2O5.                            B. H2SO4 đặc.                                   C. CuO bột.                                        D. NaOH rắn.
Đáp án: D
Bài 14: Trong các phản ứng sau, phản ứng nào NH3 đóng vai trồ là chất oxi hóa ? A. 2NH3 + H2O2 +MnSO4 → MnO2 + (NH4)2SO4                                                             B. 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl C. 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O                                                                               D. 2HN3 + 2 Na → 2NaNH2 + H2
Đáp án: D
Bài 15: Muối được làm bột nở trong thực phẩm là A. (NH4)2CO3.                             B. Na2CO3.                                  C. NH4HSO3.                              D. NH4Cl.
Đáp án: C
Bài 16: Dãy các chất đều phản ứng với NH3 trong điều kiện thích hợp là : A. HCl, O2, Cl2, FeCl5.                                                       B. H2SO4, Ba(OH)2, FeO, NaOH C. HCl, HNO3, AlCl3, CaO                                              D. KOH, HNO3, CuO, CuCl2
Đáp án: A

Các bài viết liên quan

Bài 3: Điện trường và cường độ điện trường-Đường sức điện

64 View

Bài 1: Điện tích Định luật Cu-lông

64 View

Bài 46 : Luyện tập : Anđehit - Xeton- Axit cacboxylic

63 View

Các bài viết được xem nhiều nhất

Theo dõi Captoc trên

Khoa học xã hội

Facebook Group

270.000 members

Khoa học tự nhiên

Facebook Group

96.000 members