Bài tập về Amoniac và muối amoni

Kiến thức cần nhớ

AMONIAC

I. Cấu tạo phân tử

Hình 1: Sơ đồ cấu tạo và mô hình cấu tạo của phân tử NH₃.

- Trong phân tử NH₃, N liên kết với ba nguyên tử hiđro bằng ba liên kết cộng hóa trị có cực.

- Những đôi electron dùng chung bị lệch về phía nguyên tử N có độ âm điện lớn hơn.

- Phân tử NH₃ có cấu tạo hình chóp với nguyên tử nitơ ở đỉnh, đáy là một tam giác mà đỉnh là ba nguyên tử H.

- Nitơ còn một cặp electron hóa trị là nguyên nhân gây ra tính bazơ của NH₃.

II. Tính chất vật lý

- Amoniac (NH₃) là chất khí không màu, có mùi khai và xốc, nhẹ hơn không khí, tan rất nhiều trong nước.

- Ở điều kiện thường, 1 lít nước có hòa tan 800 lít amoniac.

Hình 2: Sự hòa tan của amoniac trong nước

- Hòa tan NH₃ vào nước thu được dung dịch gọi là dung dịch amoniac. Dung dịch amoniac đậm đặc thường dùng trong phòng thí nghiệm có nồng độ 25% (D = 0,91g/cm³).

III. Tính chất hóa học

1. Tính bazơ yếu

a) Tác dụng với nước

NH₃ + H₂O ⇄ ${{\mathrm{NH}}_4}^{+}+{\mathrm{OH}}^{-}$

⇒ Dung dịch NH₃ là một dung dịch bazơ yếu.

⇒ Có thể dùng quỳ tím ẩm để nhận biết khí amoniac, quỳ tím ẩm sẽ chuyển thành màu xanh.

b) Tác dụng với dung dịch muối

- Dung dịch amoniac có thể tác dụng với dung dịch muối của nhiều kim loại, tạo thành kết tủa hiđroxit của các kim loại đó.

AlCl₃+3NH₃+3H₂O →Al(OH)₃↓+3NH₄Cl

Al³⁺+3NH₃+3H₂O→ Al(OH)₃↓+3${{\mathrm{NH}}_4}^{+}$

c) Tác dụng với axit → muối amoni:

NH₃ + HCl → NH₄Cl (amoni clorua)

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ (amoni sunfat)

2. Tính khử

- Amoniac có tính khử: phản ứng được với oxi, clo và khử một số oxit kim loại.

a) Tác dụng với oxi

NH₃ cháy trong khí oxi cho ngọn lửa màu vàng, tạo ra khí nitơ và hơi nước.

4NH₃ + 3O₂ $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$2N₂ + 6H₂O

4NH₃ + 5O₂ $\underset{\mathrm{Pt}}{\overset{850-900°\mathrm{C}}{\to }}$4NO + 6H₂O

Hình 3: Khí amoniac cháy trong oxi

b) Tác dụng với clo

- Clo oxi hóa mạnh amoniac tạo ra nitơ và hiđro clorua:

2NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6HCl

- NH₃ kết hợp ngay với HCl vừa sinh ra tạo “khói trắng” NH₄Cl.

NH₃ + HCl → NH₄Cl

IV. Ứng dụng

- Sản xuất axit nitric, các loại phân đạm như urê (NH₂)₂CO; NH₄NO₃; (NH₄)₂SO₄; …

Hình 4: Một số loại đạm

- Điều chế hiđrazin (N₂H₄) làm nhiên liệu cho tên lửa.

- Amoni lỏng dùng làm chất gây lạnh trong thiết bị lạnh.

V. Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm

- Điều chế bằng cách đun nóng muối amoni (ví dụ NH₄Cl) với Ca(OH)₂.

Phương trình hóa học:

 2NH₄Cl + Ca(OH)₂$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O

Hình 4: Điều chế khí amoniac trong phòng thí nghiệm

Lưu ý:

- Để làm khô khí, người ta cho khí amoniac vừa tạo thành có lẫn hơi nước đi qua bình đựng vôi sống (CaO).

- Khi muốn điều chế nhanh 1 lượng nhỏ khí NH₃, người ta thường đun nóng dung dịch amoniac đậm đặc.

2. Trong công nghiệp

- Tổng hợp từ nitơ và hiđro, theo phản ứng:

N₂ + 3H₂ $\stackrel{\mathrm{t}°, \mathrm{p}, \mathrm{xt}}{\rightleftarrows }$ 2NH₃ $\left(∆\mathrm{H}<0\right)$

- Điều kiện áp dụng:

+ Nhiệt độ: 450 – 500^oC.

+ 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.

MUỐI AMONI

- Là tinh thể ion gồm cation  và anion gốc axit.

Thí dụ: NH₄Cl (amoni clorua), NH₄NO₃ (amoni nitrat).

I. Tính chất vật lý

- Tất cả các muối amoni đều tan nhiều trong nước.

- Khi tan trong nước, điện li hoàn toàn thành các ion.

NH₄Cl →${{\mathrm{NH}}_4}^{+}$+ Cl^-

1. Tác dụng với dung dịch kiềm

- Dung dịch đậm đặc của muối amoni phản ứng với dung dịch kiềm khi đun nóng sinh ra khí amoniac.

Thí dụ:

NH₄Cl + NaOH $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$NH₃↑ + NaCl + H₂O

Phương trình ion rút gọn là:

${{\mathrm{NH}}_4}^{+}$+${\mathrm{OH}}^{-}$→ NH₃↑ + H₂O

→ Phản ứng này để nhận biết ion amoni và điều chế amoniac trong phòng thí nghiệm.

2. Phản ứng nhiệt phân

Các muối amoni dễ bị phân hủy bởi nhiệt.

- Muối amoni chứa gốc của axit không có tính oxi hóa khi nung nóng bị phân hủy thành NH₃.

Thí dụ:

NH₄Cl _(r)$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$NH₃↑ + HCl↑

Hình 5: Sự phân hủy của NH₄Cl

- Các muối amoni cacbonat và amoni hiđrocacbonat bị phân hủy dần dần ngay ở nhiệt độ thường, khi đun nóng thì phản ứng xảy ra nhanh hơn.

(NH₄)₂CO_3 (r)$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$NH₃↑ + NH₄HCO_3 (r)

NH₄HCO_3 (r)$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$NH₃↑ + CO₂↑ + H₂O

Lưu ý: NH₄HCO₃ (bột nở) được dùng làm xốp bánh.

- Muối amoni chứa gốc của axit có tính oxi hóa như axit nitrơ, axit nitric khi bị nhiệt phân cho ra N₂, N₂O.

Thí dụ:

NH₄NO₂$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$N₂ + 2H₂O

NH₄NO₃$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$N₂O + 2H₂O

⇒ Những phản ứng này được sử dụng để điều chế các khí N₂ và N₂O trong phòng thí nghiệm.

Các dạng bài tập về amoniac và muối amoni

Dạng 1: Lí thuyết về NH₃

Dạng 2: Bài tập về NH₃

Bài toán 1: Tính bazơ yếu của NH₃

Phương pháp giải

Tính theo phương trình hóa học.

• Phản ứng với dung dịch muối:

$M^{n+}+nN{H}_3+n{H}_{2}O\stackrel{}{\to }M{\left(OH\right)}_n\downarrow +nN{H}_4^{+}$

Chú ý: Một số hiđroxit kim loại không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch NH₃ dư: Cu(OH)₂, AgOH...

• Phản ứng với axit: $N{H}_3+H^{+}\stackrel{}{\to }N{H}_4^{+}$

Bài toán 2: Tính khử của NH₃

Phương pháp giải

Phản ứng với CuO (t^o)

Cách 1: Tính theo phương trình hóa học:

$3CuO+2N{H}_3\stackrel{t°}{\to }3Cu+N_2+3H_{2}O$

Cách 2: Bảo toàn nguyên tố N:

$n_{N_2}=\frac{1}{2}{n}_{N{H}_3}$

Dạng 3: Bài tập về hiệu suất tổng hợp

Phương pháp giải

Cách 1: Tính theo phương trình hóa học

Viết phương trình hóa học và tính toán theo phương trình.

${\stackrel{0}{N}}_{2\left(k\right)}+3H_{2\left(k\right)}\stackrel{t°,p,xt}{\rightleftarrows }2\stackrel{-3}{N}{H}_{3\left(k\right)}$

Tính theo yêu cầu của đề bài.

Cách 2: Sử dụng các công thức sau:

Gọi $n_{N_2\text{ phản ứng}}=xmol\to n_{H_2\text{phản ứng}}=3xmol$

Ta có: $n_{sau}=n_{\text{tr­ước}}-2x\to n_{N_2\text{\hspace{0.17em}phản ứng}}=\frac{n_{\text{trước}}-n_{sau}}{2}$

Bảo toàn khối lượng: $\frac{n_{\text{trước}}}{n_{sau}}=\frac{{\overline{M}}_{sau}}{{\overline{M}}_{\text{tr­ước}}}$

Từ đó ta tính được x và hiệu suất phản ứng:

$H=\frac{n_{\text{phản ứng}}}{n_{\text{ban đầu}}}.100\%$( tính theo chất bị thiếu)

Chú ý:

Nếu đề bài chỉ cho tỉ lệ mol của N₂ và H₂ thì ta có thể chọn số mol của N₂ và H₂ đúng như tỉ lệ đã cho để tính toán.

Nếu đề không cho ${\overline{M}}_{\text{tr­ước}}$ , ${\overline{M}}_{sau}$ mà cho ${\mathrm{P}}_{\mathrm{trước}}, {\mathrm{P}}_{\mathrm{sau}}$ thì áp dụng công thức $\frac{n_{\text{trc}}}{n_{sau}}=\frac{P_{\text{trc}}}{P_{sau}}$ .

Trường hợp đặc biệt nếu: thì có thể tính nhanh hiệu suất phản ứng:

$H=2-2.\frac{{\overline{M}}_{\text{trước}}}{{\overline{M}}_{sau}}$

• Nếu $\frac{n_{H_2}}{n_{N_2}}>3\to H_2$  dư (so với lượng cần thiết), hiệu suất phản ứng tính theo N₂  .

• Nếu $\frac{n_{H_2}}{n_{N_2}}<3\to N_2$  dư (so với lượng cần thiết), hiệu suất phản ứng tính theo H₂.

• Nếu $\frac{n_{H_2}}{n_{N_2}}=3\to$  Hiệu suất tính theo N₂ hoặc H₂ đều được.

Dạng 4: Bài tập về muối amoni

Bài toán 1: Muối amoni tác dụng dung dịch kiềm

Phương pháp giải

Phương trình hóa học: $N{H}_4^{+}+O{H}^{-}\stackrel{}{\to }N{H}_3+H_{2}O$

Tính theo phương trình hóa học: $n_{O{H}^{-}}=n_{N{H}_4^{+}}$

Bài toán 2: Nhiệt phân muối amoni

Phương pháp giải

Muối amoni chứa gốc axit không có tính oxi hóa khi đun nóng bị phân hủy thành NH₃.

$N{H}_{4}Cl\stackrel{t°}{\to }N{H}_3+HCl$

$N{H}_{4}HC{O}_3\stackrel{t°}{\to }N{H}_3+C{O}_2+H_{2}O$

${\left(N{H}_4\right)}_{2}C{O}_3\stackrel{t°}{\to }2N{H}_3+C{O}_2+H_{2}O$

Muối amoni chứa gốc axit có tính oxi hóa như axit nitrơ, axit nitric,... bị nhiệt phân cho ra khí không phải NH₃ .

$N{H}_{4}N{O}_2\stackrel{t°}{\to }{N}_2+2H_{2}O$

$N{H}_{4}N{O}_3\stackrel{t°}{\to }{N}_{2}O+2H_{2}O$

${\left(N{H}_4\right)}_{2}C{r}_2{O}_7\stackrel{t°}{\to }C{r}_2{O}_3+N_2+4H_{2}O$

Bài tập tự luyện

1. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho các oxit kim loại: CuO, FeO, Al₂O₃, Na₂O, PbO, CaO. Số oxit NH₃ có thể khử được:

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

Hướng dẫn giải chi tiết:

NH₃ chỉ khử được CuO, FeO,  PbO

=> khử được 3 chất .

Đáp án B

Câu 2: Phản ứng của NH₃ với Cl₂ tạo ra “khói trắng” . Chất này có công thức phân tử là :

A. HCl   

B. N₂ 

C. NH₃⁺Cl^-   

D. NH₄Cl

Hướng dẫn giải chi tiết:

2NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6HCl

NH_{3 khí}  + HCl_khí → NH₄Cl  (khói trắng)

Đáp án D

Câu 3: Phản ứng nào dưới đây NH₃ không đóng vai trò chất khử?

A. 4NH₃ + 5O₂ $\stackrel{t^0,xt}{\to }$ 4NO + 6H₂O

B. 2NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6HCl

C. 2NH₃ + H₂O₂ + MnSO₄ → MnO₂ + (NH₄)₂SO₄

D. NH₃ + 3CuO $\stackrel{t^0}{\to }$ 3Cu + N₂ + 3H₂O

Hướng dẫn giải chi tiết:

Phản ứng mà số oxi hóa của N trong NH₃ không tăng sau phản ứng thì NH₃ không đóng vai trò chất khử

$A.4\stackrel{-3}{N}{H}_3+5O_2\stackrel{t^0}{\to }4\stackrel{+2}{N}O+6H_{2}O$

$B.2\stackrel{-3}{N}{H}_3+3\stackrel{0}{C{l}_2}\to \stackrel{0}{N_2}+6HCl$

$C.\stackrel{-3}{N}{H}_3+H_2{O}_2+MnS{O}_4\to Mn{O}_2+(\stackrel{-3}{N}{H}_4{)}_{2}S{O}_4$

$D.\stackrel{-3}{N}{H}_3+3CuO\stackrel{t^0}{\to }3Cu+\stackrel{0}{N_2}+3H_{2}O$

Ta thấy phản ứng ở đán án C NH₃ không có sự thay đổi số oxi hóa trước và sau phản ứng → không đóng vai trò là chất khử.

Các phản ứng còn lại số oxi hóa của N trong NH₃ đều tăng sau phản ứng nên NH₃ đóng vai trò là chất khử

Đáp án C

Câu 4: Phương trình phản ứng nhiệt phân nào sau đây sai?

A. (NH₄)₂CO₃ $\stackrel{t^0}{\to }$ 2NH₃ + CO₂ + H₂O. 

B. NH₄NO₃ $\stackrel{t^0}{\to }$ NH₃ + HNO₃.

C. NH₄NO₂ $\stackrel{t^0}{\to }$ N₂ + 2H₂O. 

D. NH₄Cl $\stackrel{t^0}{\to }$ NH₃ + HCl

Hướng dẫn giải chi tiết:

Sai sửa lại: NH₄NO₃ $\stackrel{t^0}{\to }$ N₂O + 2H₂O

Đáp án B

Câu 5: Cho các dung dịch sau: NH₄Cl, Na₂SO₄, Ba(HCO₃)₂. Hóa chất nào sau đây có thể sử dụng để phân biệt các dung dịch đó?

A. Dung dịch NaCl.         

B. Dung dịch NaOH.         

C. Dung dịch phenolphtalein

D. Dung dịch Ba(OH)₂.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta dùng NaOH vì

Đáp án B

Câu 6: Cho NH₃ dư vào 100ml dung dịch gồm CuSO₄ 1M ; ZnCl₂ 0,5M, AgNO₃ 1M và AlCl₃ 1M. Khối lượng kết tủa sau phản ứng là

A. 9,8 gam

B. 4,9 gam

C. 7,8 gam

D. 5 gam

Hướng dẫn giải chi tiết:

Vì các ion Cu²⁺, Zn²⁺, Ag⁺ tạo kết tủa với NH₃, sau đó kết tủa tan trong NH₃ dư tạo phức

=> kết tủa thu được chỉ gồm Al(OH)₃

n_Al(OH)3 = n_AlCl3 = 0,1 mol => m = 7,8 gam

Đáp án C

Câu 7: Dẫn 2,24 lít NH₃ (đktc) đi qua ống đựng 32 gam CuO nung nóng thu được chất rắn A và khí B. Ngâm chất rắn A trong dung dịch HCl 2M dư. Tính thể tích dung dịch axit đã tham gia phản ứng ? Coi hiệu suất quá trình phản ứng là 100%.

Hướng dẫn giải chi tiết:

$n_{N{H}_3}=0,1mol,n_{CuO}=0,4mol.$

- Phương trình phản ứng :

      2NH₃  + 3CuO $\stackrel{t^o}{\to }$    3Cu    +   N₂    +    3H₂O  (1)

mol:   0,1                   0,4     $\to$       0,15

=> n_{CuO dư} = 0,4 - 0,15 = 0,25mol

A gồm Cu (0,15 mol) và CuO dư (0,25 mol)

- Phản ứng của A với dung dịch HCl :

            CuO    +    2HCl    $\to$    CuCl₂    +    H₂O    (2)

mol:     0,25    $\to$   0,5

Theo (2) và giả thiết ta suy ra : V_HCl =$\frac{0,5}{2}=0,25lít.$

Câu 8: Cho dung dịch NH₄NO₃ tác dụng với dung dịch bazơ của kim loạithu được 4,48 lít khí (đktc) và 26,1 gam muối. Kim loại đó là 

A. Ca

B. Mg

C. Cu

D. Ba

Hướng dẫn giải chi tiết:

nNH₄NO₃ + M(OH)_n  -> M(NO₃)_n  + nNH₃ +nH₂O

                                      0,2/n                      0,2

=> M_muối = M+ 62n= 26,1 : 0,2 * n

=> M=68,5n => n = 2 và M là Bari.

Đáp án D

Câu 9: Cho muối NH₄Cl tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH đun nóng thì thu được 5,6 lít (đktc) một chất khí. Nồng độ mol/l của dung dịch NaOH đã dùng là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

$N{H}_4^{+}+O{H}^{-}\to N{H}_3+H_{2}O$

Theo PTHH: ${\text{n}}_{\text{O}{\text{H}}^{\text{ - }}}\text{ = }{\text{n}}_{\text{N}{\text{H}}_{\text{3}}}$= 5,6 : 22,4 = 0,25 mol

=> C_M = n : V = 0,25 : 0,1 = 2,5M

Câu 10: Thể tích N₂ thu được khi nhiệt phân hoàn toàn 16 gam NH₄NO₂ là

A. 1,12 lít

B. 11,2 lít

C. 0,56 lít

D. 5,6 lít

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_NH4NO2 = 16 : 64 = 0,25 mol

$\begin{array}{rl}& N{H}_{4}N{O}_2\stackrel{t^o}{⟶}{N}_2+2H_{2}O\\ & 0,25\to 0,25\end{array}$

=> V N₂ = 0,25.22.4 = 5,6 lít

Đáp án D.

2. Bài tập tự luyện có hướng dẫn

(Xem thêm trong file dưới)

Xem thêm các dạng câu hỏi và bài tập liên quan khác:

70 Bài tập về Ankađien (2024) có đáp án chi tiết nhất

80 Bài tập về anken (2024) có đáp án chi tiết nhất

50 Bài tập về Xicloankan (2024) có đáp án chi tiết nhất

50 Bài tập ankan (2024) có đáp án chi tiết nhất

50 Bài tập phản ứng hữu cơ (có đáp án)