Bài tập về Amoniac và Muối Amoni: Giải bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 trang 37, 38 SGK Hóa 11 bài 8

Nội dung bài này sẽ áp dụng để giải một số bài tập liên quan đến tính chất vật lý, tính chất hóa học cách điều chế và ứng dụng của amoniac và muối amoni.

* Bài 1 trang 37 SGK hóa 11: Mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm chứng minh rằng ammoniac tan nhiều trong nước.

> Lời giải:

- Nạp đầy khí NH₃ vào bình thủy tinh trong suốt, đậy bình bằng ống cao su có ống thủy tinh vuốt nhọn xuyên qua.

- Nhúng dần ống thủy tinh vào một chậu thủy tinh chứa nước có pha vài giọt dung dịch phenolphtalein, ta thấy nước trong chậu phun vào bình thành những tia màu hồng.

- Đó là do khí NH₃ tan nhiều trong nước làm giảm áp suất trong bình và nước bị hút vào bình. Tia nước có màu hồng chứng tỏ dung dịch có tính bazơ.

* Bài 2 trang 37 SGK hóa 11: Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau và viết các phương trình hóa học:

 Khí A  dung dịch A  B  Khí A  C  D + H₂O

Biết rằng A là hợp chất của nitơ.

> Lời giải:

- Các phương trình phản ứng hóa học:

(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  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 → BaCl₂ + 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. Tăng áp suất và giảm nhiệt độ.

- Phản ứng điều chế NH₃:

 Chiều thuận: N₂ + 3H₂  2NH₃  (ΔH<0)

 Chiều nghịch: N₂ + 3H₂  2NH₃  (ΔH<0)

- 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:

- Phương trình phản ứng nhiệt phân:

       (1)

      (2)

- 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 NH₄⁺ 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) Phương trình phản ứng:

  2NaOH + (NH₄)₂SO₄ → 2NH₃↑ + Na₂SO₄ + 2H₂O

  NH₄⁺ + OH^- → 2NH₃↑ + H₂O

b) Tính thể tích khí thu được

- Theo bài ra ta có: n_(NH4)2SO4 = V.C_M = 0,15.1 = 0,15 (mol).

- Theo PTPƯ: n_NH3 = 2.n_(NH4)2SO4 = 2.0,15 = 0,3 (mol).

⇒ V_NH3 = n_NH3.22,4 = 0,3. 22,4 = 6,72 (lít).