Question

NH₃是工業(yè)生產(chǎn)中的重要化工原料，也是高中化學(xué)非常重要的化合物，高考的熱點(diǎn)內(nèi)容．
（1）請寫出實(shí)驗(yàn)室制取NH₃的化學(xué)方程式

 

（2）為了快速得到大量的NH₃，可通過濃氨水和固體氧化鈣作用獲得，分析其中的原因

 

 

（用離子方程式和簡要的文字說明）
（3）用排空氣法收集到的氨氣是相同條件下氫氣密度的10.5倍，用此氨氣做噴泉實(shí)驗(yàn)，液體上升到容器容積的

 

，若外界條件為標(biāo)準(zhǔn)狀況，所得氨水的物質(zhì)的量濃度為

 

．
（4）科學(xué)家利用氨氣在純氧中燃燒，可生成N₂和水的原理．設(shè)計(jì)成NH₃-O₂燃料電池，堿性條件下該電池負(fù)極電極反應(yīng)為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氨的化學(xué)性質(zhì)

專題：氮族元素

分析：（1）實(shí)驗(yàn)室通常用加熱氫氧化鈣與氯化銨的混合固體的方法制取氨氣，在加熱條件下，氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水；
（2）根據(jù)氨水中存在NH₃+H₂O?NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^- 氧化鈣溶水產(chǎn)生大量OH-，使平衡逆向進(jìn)行有利于NH₃放出分析；
（3）溶液上升體積等于氨氣的體積，根據(jù)相對氫氣的密度計(jì)算集氣瓶內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算氨氣的體積分?jǐn)?shù)；
氨氣溶于水，氨氣的體積等于溶液體積，令氨氣為1mol，則溶液體積為22.4L，再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算；
（4）依據(jù)化學(xué)方程式分析氨氣化合價變化，判斷發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是氨氣，原電池中在負(fù)極失電子．

解答： 解：（1）氨鹽和堿反應(yīng)生成氨氣和水，實(shí)驗(yàn)室用氫氧化鈣和氯化銨在加熱條件下反應(yīng)制備氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+2NH₄Cl

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）因?yàn)榘彼�中存在NH₃+H₂O?NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^- 氧化鈣溶水產(chǎn)生大量OH-，使平衡逆向進(jìn)行有利于NH₃放出，同時氧化鈣溶水放出大量熱，使氣體溶解度下降，有利于NH₃放出，所以可通過濃氨水和固體氧化鈣作用獲得氨氣；
故答案為：氨水中存在NH₃+H₂O?NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^- 氧化鈣溶水產(chǎn)生大量OH-，使平衡逆向進(jìn)行有利于NH₃放出，同時氧化鈣溶水放出大量熱，使氣體溶解度下降，有利于NH₃放出；
（3）集氣瓶內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量=10.5×2=21，令氨氣的體積分?jǐn)?shù)為x，則空氣的體積分?jǐn)?shù)為（1-x），故17x+29（1-x）=21，解得x=

2

3

，溶液上升體積等于氨氣的體積，故燒瓶內(nèi)液面上升的體積占燒瓶總體積的=

2

3

，
令氨氣為1mol，則氨氣的體積=1mol×22.4L/mol=22.4L，
氨氣完全溶于水，溶液的體積等于氨氣的體積，即溶液體積為22.4L，所以溶液濃度為

1mol

22.4L

=0.045mol/L，
故答案為：

2

3

；0.045mol/L；
（4）電池反應(yīng)為：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O．該電池負(fù)極是氨氣失電子生成氮?dú)�，反�?yīng)的電極反應(yīng)式為2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O，故答案為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O；

點(diǎn)評：本題考查氨氣的制備方法、噴泉實(shí)驗(yàn)的原理、原電池負(fù)極方程式的書寫及其物質(zhì)的量濃度有關(guān)計(jì)算，注意對公式的理解與靈活應(yīng)用，難度不大．