Question

某研究性學習小組對氨氣制法和性質進行如下設計：
（1）下面是該小組同學提出實驗室制備氨氣的幾種方案
A、硝酸銨固體和氫氧化鈣固體混合加熱        B、加熱氯化銨固體
C、氯化銨固體和氫氧化鈣固體混合加熱        D、將濃硫酸滴入濃氨水中
你認為可行的是

C

（填字母，多選不給分），該反應的化學方程式

2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

（2）該小組同學把1mol O₂和NH₃的混合氣體導入密閉容器中，在催化劑的作用下加熱，使之充分反應，恢復到常溫常壓下．若整個容器中的反應隨著氧氣的量的增加而發生如下兩個反應：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂0；4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃ 設原混合氣體中有x mol O₂，最后容器中生成y mol HNO₃，再向容器中注入一定量的H₂O，得到溶液．
①向溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色，y=

0

（用x的代數式表示，下同）x的取值范圍

O＜x＜

5

9

，
②容器中有不溶與水的氣體，此氣體在空氣中變為紅棕色，向溶液中滴入石蕊，溶液呈紅色，y=

9x-5

3

，x的取值范圍

5

9

＜x＜

2

3

．

Answer 1

分析：（1）A、根據硝酸銨的性質分析；
B、根據氯化銨的性質分析；
C、根據氯化銨和氫氧化鈣的性質分析；
D、根據濃硫酸和濃氨水的性質分析；
（2）①根據酚酞的性質判斷溶液的酸堿性，從而確定x的取值范圍；
②根據題意判斷過量氣體，結合方程式計算，確定x的取值范圍．

解答：解：（1）A、硝酸銨在溫度較高時，具有一定的氧化還原性，可發生自身氧化還原反應，根據溫度不同，產物不同，甚至可能爆炸，故A錯誤；
B、加熱氯化銨固體，氯化銨分解生成氨氣和氯化氫，溫度低時，氨氣和氯化氫又生成氯化銨，故B錯誤；
C、氯化銨和氫氧化鈣在加熱條件下生成氨氣，同時生成氯化鈣和水蒸汽，2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O
，故C正確；
D、濃硫酸和濃氨水反應生成硫酸銨，得不到氨氣，故D錯誤；
故答案為：C；2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂0Ⅰ；
      4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃Ⅱ；
在密閉容器中，當O₂量不足時只發生上述反應Ⅰ，隨O₂量增加可連續發生上述兩個反應，
①向溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色，說明溶液呈堿性，所以氧氣不足量，只發生上述反應Ⅰ，即y=0．
所以x的取值范圍是0＜x＜

5

9

；
故答案為：0；0＜x＜

5

9

；
②根據題意知，氨氣不足量，一氧化氮氣體有剩余，溶液呈酸性，所以發生了上面兩個反應．
4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂0Ⅰ；
4    5        
1-x 

5(1-x)

4

當氨氣完全反應時，消耗氧氣的量為

5(1-x)

4

mol，剩余氧氣

9x-5

4

mol，
當一氧化氮剩余時，以剩余氧氣的量計算硝酸的量：
 4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃Ⅱ；
     3        4     
   

9x-5

4

mol    ymol

y=

9x-5

3

當一氧化氮和氧氣恰好反應生成硝酸時，反應的反應方程式為4NH₃+8O₂=4HNO₃+4H₂O，x的取值為
4NH₃+8O₂=4HNO₃+4H₂O
4        8   
1-x      x
所以x=

2

3

，
當氨氣和氧氣恰好反應生成一氧化氮時，x的取值為
4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂0Ⅰ；
4    5
1-x  x
x=

5

9

所以x的取值范圍為

5

9

＜x＜

2

3

．
故答案為：

9x-5

3

；

5

9

＜x＜

2

3

．

點評：本題考查了氨氣的實驗室制法及有關討論題的計算，計算討論題時要注意臨界值劃分，然后結合反應方程式計算即可．