Hóa học 11 Bài 8: Amoniac và muối amoni
A. Lý thuyết Amoniac và muối amoni
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
2. Trong công nghiệp
Tổng hợp từ nitơ và hiđro
– 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
B. Trắc nghiệm Amoniac và muối amoni
Bài 1: 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 2: 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 3: 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.
Đáp án: Chưa biên soạn
Bài 4: 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 5: 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 6: 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 7: 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 8: 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 9: 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 10: 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 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