Question

氮元素的單質(zhì)和常見的化合物在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛．
（1）工業(yè)上利用分離空氣的方法得到氮?dú)猓�空氣各主要成分的沸點(diǎn)如下：

N2	O2	Ar	CO2
-196°C	-183°C	-186°C	-78°C

現(xiàn)將空氣深度冷卻液化，然后緩慢升溫，則最先分離出來的氣體是

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)室可用固體NH₄Cl與固體Ca（OH）₂加熱反應(yīng)制取氨氣．
①制取氨氣的化學(xué)方程式為

 

；寫出檢驗(yàn)氨氣的一種化學(xué)方法是：

 

．
②要制取標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L的氨氣，至少需要稱取固體NH₄Cl的質(zhì)量為

 

g．
（3）氮化硅（氮顯-3價(jià)，硅顯+4價(jià)）是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300℃時(shí)反應(yīng)獲得．
①寫出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖

 

和氮化硅的化學(xué)式

 

．
②現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃猸h(huán)境里，高溫條件下發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氨的實(shí)驗(yàn)室制法,原子結(jié)構(gòu)示意圖,化學(xué)方程式的書寫

專題：

分析：（1）升溫時(shí)沸點(diǎn)低的先汽化溢出，依據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知氮?dú)獾姆悬c(diǎn)最低；
（2）①氯化銨與氫氧化鈣在加熱條件下反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水；氨氣為堿性氣體，與水生成一水合氨，一水合氨電離生成氨根離子與氫氧根離子，溶液顯堿性，能夠使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)；
②根據(jù)原子守恒計(jì)算氯化銨的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計(jì)算氯化銨的質(zhì)量；
（3）①氮原子核內(nèi)有7個(gè)質(zhì)子，核外有7個(gè)電子分布在2個(gè)電子層；氮原子與硅原子通過共價(jià)鍵結(jié)合成原子晶體氮化硅，氮顯-3價(jià)，硅顯+4價(jià)，正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0寫出化學(xué)式；
②四氯化硅和氮?dú)狻�氫氣反�?yīng)生成氮化硅和氯化氫．

解答： 解：（1）工業(yè)制氧氣的原理是分離液態(tài)空氣，由液態(tài)變成氣態(tài)時(shí)由于氧氣與氮?dú)夥悬c(diǎn)不同，然后升溫沸點(diǎn)低的先汽化分離出，故答案為：N₂；
（2）氯化銨與氫氧化鈣在加熱條件下反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水，化學(xué)方程式：①2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；氨氣為堿性氣體，與水生成一水合氨，一水合氨電離生成氨根離子與氫氧根離子，溶液顯堿性，能夠使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)；
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近，變藍(lán)色；
②4.48L氨氣的物質(zhì)的量=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，根據(jù)原子守恒知，生成0.2mol氨氣需要氯化銨的物質(zhì)的量也是0.2mol，則氯化銨的質(zhì)量=0.2mol×53.5g/mol=10.7g，
故答案為：10.7；
（3）①N的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，氮化硅中氮顯-3價(jià)，硅顯+4價(jià)，依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，可知氮化硅中氮原子數(shù)4個(gè)，硅原子數(shù)3個(gè)，化學(xué)式為：Si₃N₄；
故答案為：；Si₃N₄；
②四氯化硅和氮?dú)�、氫氣反�?yīng)生成氮化硅和氯化氫，化學(xué)方程式：3SiCl₄+2N₂+6H₂

高溫  .

Si₃N₄+12HCl，故答案為：3SiCl₄+2N₂+6H₂

高溫  .

Si₃N₄+12HCl．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氨氣的實(shí)驗(yàn)室制備及性質(zhì)的檢驗(yàn)，原子結(jié)構(gòu)示意圖的書寫、化學(xué)式、化學(xué)方程式的書寫，題目難度不大，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的積累．