Giải bài tập SGK Hóa 11 Nâng cao Bài 11: Amoniac và muối amoni

Mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm chứng minh ammoniac tan nhiều trong nước.

Phương pháp giải

+ Amoniac tan nhiều trong nước tạo thành dung dịch amoniac có tính bazo → làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng.

Hướng dẫn giải

- Mô tả thí nghiệm: Lắp thí nghiệm như hình vẽ

- Giải thích hiện tượng:

+ Amoniac tan nhiều trong nước tạo thành dd amoniac có tính bazo.

+ Do tan nhiều trong nước, áp suất của khí NH₃ trong bình giảm đột ngột, nước trong cốc (có pha phenolphtalein) bị hút vào bình qua ống thủy tinh vuốt nhọn phun thành các tia màu hồng.

Có 5 bình đựng riêng biệt 5 chất khi: N₂,O₂, NH₃, Cl₂ và CO₂. Hãy đưa ra một thí nghiệm đơn giản để nhận ra bình đựng khi NH₃.

Phương pháp giải

Có thể dùng 2 cách

+ Cách 1: Dùng dung dịch HCl

+ Cách 2: Dùng quỳ tím

Hướng dẫn giải

Cách 1: Dùng đũa thủy tinh nhúng vào lọ đựng dung dịch HCl và đưa vào lần lượt các bình mất nhãn trên nếu có khói trắng xuất hiện là bính đứng khi NH₃:

NH₃ + HCl → NH₄Cl (rắn) khói trắng.

Cách 2: Dùng giấy quỳ tím tẩm nước tiếp xúc với miệng các bình khí. ở bình nào quỳ tím hóa xanh là NH₃.

Nêu tính chất hóa học đặc trưng và những ứng dụng của amoniac. Tại sao người ta nói amoniac là một bazơ yếu?

Phương pháp giải

Xem lại tính chất và ứng dụng của amoniac

+ Tính bazo yếu

+ Khả năng tạo phức

+ Tính khử

Hướng dẫn giải

- Tính chất hóa học của NH₃

+ Tính bazơ yếu:

NH₃ + H₂O ⇔ NH₄⁺ + OH^-

NH₃ + HCl → NH₄Cl (bốc khói trắng)

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

Cu(NO₃)₂  +   2NH₃  +  H₂O →  Cu(OH)₂↓  +  2NH₄Cl

+ Khả năng tạo phức:

Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃ )₄](OH)₂

                                 dung dịch xanh thẫm

+ Tính khử:

2NH₃ + 3CuO → (t^o) 3Cu  +   N₂   +  3H₂O   (2N^3--6e → N₂)

2NH₃  +  3Cl₂ → N₂  +  6HCl   (2N^3--6e → N₂ )

- Ứng dụng

+ NH₃ được sử dụng để làm sản xuất HNO₃ phân bón, điều chế N₂H₄ làm nhiên liệu cho tên lửa.

+ NH₃ lỏng được dùng làm chất gây lạnh trong máy lạnh.

- NH₃ là một bazơ yếu: 

Với cùng nồng độ thì nồng độ OH^- do NH₃ tạo thành nhỏ hơn nhiều so với NaOH. NH₃ bị bazơ đẩy ra khỏi dung dịch muối → NH₃ là một bazơ yếu.

NH₄NO₃ + NaOH → NaNO₃ + NH₃ ↑ + H₂O

Dung dịch ammoniac có thể hòa tan được Zn(OH)₂ là do

A. Zn(OH)₂ là hiđroxit lưỡng tính.

B. Zn(OH)₂ là một bazơ ít tan.

C. Zn(OH)₂ có khả năng tạo thành phức chất tan tương tự như Cu(OH)₂

D. NH₃ là một hợp chất có cực là một bazơ yếu.

Phương pháp giải

+ Khả năng tạo phức:

Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃ )₄](OH)₂

                                 dung dịch xanh thẫm

Hướng dẫn giải

Dung dịch amoniac có thể hòa tan được Zn(OH)₂ là do Zn(OH)₂ có khả năng tạo thành phức chất tan tương tự như Cu(OH)₂

Zn(OH)₂ + 4NH₃ → [Zn(NH₃)₄](OH)₂

Chọn C.

Viết Phương trình hóa học của các phản ứng thực hiện sơ đồ chuyển hóa sau:

Khí A \(\xrightarrow{{{H_2}O}}\) dung dịch A \(\xrightarrow{{ + {\text{ }}HCl}}\) B \(\xrightarrow{{ + {\text{ }}NaOH}}\) khí A \(\xrightarrow{{ + HN{O_3}}}\) C \(\xrightarrow{{nung}}\) D + H₂O

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học và khả năng phản ứng của amoniac để hoàn thành sơ đồ phản ứng

NH_{3 \(\xrightarrow{{{H_2}O}}\)} Dung dịch NH₃\(\xrightarrow{{ + {\text{ }}HCl}}\) NH₄Cl \(\xrightarrow{{ + {\text{ }}NaOH}}\) NH_{3 \(\xrightarrow{{ + HN{O_3}}}\)}  NH₄NO_{3 \(\xrightarrow{{nung}}\)}N₂O + H₂O

Hướng dẫn giải

Khí A là NH₃

NH₃ + H₂O ⇔ NH₄⁺  + OH^-

khí A                dung dịch A

NH₃ + HCl → NH₄Cl

                         (B)

NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃ + H₂O

                                           (A)

NH₃ + HNO₃ →  NH₄NO₃

(A)                          (C)

NH₄NO₃ →  N₂O + 2H₂O

 (C)                (D)

Cho cân bằng hóa học N₂(k) + 3H₂ (k) ⇔ 2NH₃(k):  ΔH = -92J

Cân bằng trên sẽ chuyển dịch theo chiều nào (có giải thích) khi:

a) Tăng nhiệt độ

b) Hóa lỏng ammoniac để tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng.

c) Giảm thể tích của hệ Phương trình.

Phương pháp giải

Xem lại nguyên lí dịch chuyển cân bằng Lechateliter

Hướng dẫn giải

Theo nguyên lí dịch chuyển cân bằng Lechateliter: 

- Khi tăng nhịêt độ cân bằng hóa học dịch chuyển theo chiều thu nhịêt. Tức chiều nghịch, chiều phân hủy NH₃

- Khi hóa lỏng NH₃ nồng độ NH₃ giảm cân bằng hóa học sẽ dich chuyể theo chiều tăng làm nồng độ NH₃ (chiều thuận) tạo thành NH₃.

- Giảm thể tích của hỗn hợp phản ứng cân bằng hóa học dịch chuyển theo chiều giảm áp xuất (chiều thuận) tạo ra NH₃.

Có thể phân biệt muối ammoniac với các muối khác bằng cách cho nó tác dụng với dung dịch kiềm, vì khi đó:

A. Thoát ra một chất khi màu xanh lục nhạt.

B. Thoát ra một chất khí không màu, mùi khai, làm xanh quỳ tím ẩm.

C. Thoát ra một chất khí màu nâu đỏ, làm quỳ tím xanh ẩm.

D. Thoát ra chất khí không màu không mùi.

Hãy chọn đáp án đúng.

Phương pháp giải

Có thể phân biệt muối amoniac với các muối khác bằng cách cho nó tác dụng với dung dịch kiềm

Hướng dẫn giải

Có thể phân biệt muối amoniac với các muối khác bằng cách cho nó tác dụng với dung dịch kiềm, vì khi đó thoát ra một chất khí không màu, mùi khai, làm xanh quỳ tím ẩm.

NH₄⁺  + OH^-   → NH₃ + H₂ 

→ Đáp án cần chọn là B.

Người ta có ta có thể sản xuất amoniac để điều chế urê bằng cách chuyển hóa hữu cơ xúc tác một hỗn hợp gồm không khí, hơi nước và khí metan (thành phần chính của khí thiên nhiên).

Phản ứng điều chế H₂ và CO₂:  CH₄ + 2H₂O → CO₂ +  4H₂      (1)

Phản ứng thu N₂ (từ không khí) và CO₂:    CH₄  +   2O₃   →   CO₂   +   2H₂O    (2)

Phản ứng tổng hợp NH₃:   N₂  +  3H₂ ⇔ 2NH₃     (3)

Để sản xuất khí aminiac, nếu lấy 841,7m³ không khí (chứa 21,03% O₂, 78,02% N₂, còn lại là khí hiếm), thì cần phải lấy bao nhiêu m³ khí metan và bao nhiêu m³ hơi nước để đủ năng lượng N₂và H₂ theo tỉ lệ 1: 3 về thể tích dùng cho phản ứng tổng hợp ammoniac. Giả thiết các phản ứng (1) và (2) đều xảy ra hoàn toàn và thể tích khí thu được đo ở điều kiện tiêu chuẩn

Phương pháp giải

- Bước 1: Tính thể tích khí O₂ và N₂ trong 841,7 m³ không khí

- Bước 2: Từ PTHH tính thể tích H₂, CH₄, H₂O và thể tích H₂O tạo thành

- Bước 3: Tính tổng thể tích CH₄, H₂O cần dùng

Hướng dẫn giải

Thể tích khí O₂ và N₂ trong 841,7 m³ không khí:

\(\begin{array}{l}
{V_{{O_2}}} = \frac{{841,7.21,03}}{{100}} = 177,01({m^3})\\
{V_{{H_2}}} = \frac{{841,7.78,02}}{{100}} = 656,69({m^3})
\end{array}\)

Từ pt (3) ta có: VH₂ = 3.VN₂ = 3.656,69 = 1970,08 m³

Từ pt (1) ta có: VCH₄ = 1/4 . VH₂ = 1979,08/4 = 492,52 m³

VH₂O = 1/2 . VH₂ = 1979,08/2 = 985,04 m³

Từ pt (2): VCH₄ = 1/2 . VO₂ = 177,01/2 = 88,5 m³

VH₂O tạo thành = VO₂ = 177,01 m³

⇒ Tổng VCH₄ cần dùng là: 492,52 + 88,5 = 581,02 m³

⇒ Tổng VH₂O cần dùng là: 985,04 – 177,01 = 808,039 m³