Question

某研究性学习小组对氨气制法和性质进行如下设计：
（1）下面是该小组同学提出实验室制备氨气的几种方案
A、硝酸铵固体和氢氧化钙固体混合加热　　　　B、加热氯化铵固体
C、氯化铵固体和氢氧化钙固体混合加热　　　　D、将浓硫酸滴入浓氨水中
你认为可行的是______（填字母，多选不给分），该反应的化学方程式______
（2）该小组同学把1mol O₂和NH₃的混合气体导入密闭容器中，在催化剂的作用下加热，使之充分反应，恢复到常温常压下．若整个容器中的反应随着氧气的量的增加而发生如下两个反应：4NH₃+5O₂4NO+6H₂0；4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃ 设原混合气体中有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，溶液呈红色，y=______（用x的代数式表示，下同）x的取值范围______，
②容器中有不溶与水的气体，此气体在空气中变为红棕色，向溶液中滴入石蕊，溶液呈红色，y=______，x的取值范围______．

Answer 1

解：（1）A、硝酸铵在温度较高时，具有一定的氧化还原性，可发生自身氧化还原反应，根据温度不同，产物不同，甚至可能爆炸，故A错误；
B、加热氯化铵固体，氯化铵分解生成氨气和氯化氢，温度低时，氨气和氯化氢又生成氯化铵，故B错误；
C、氯化铵和氢氧化钙在加热条件下生成氨气，同时生成氯化钙和水蒸汽，2NH₄Cl+Ca（OH）₂CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O
，故C正确；
D、浓硫酸和浓氨水反应生成硫酸铵，得不到氨气，故D错误；
故答案为：C；2NH₄Cl+Ca（OH）₂CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）4NH₃+5O₂4NO+6H₂0Ⅰ；
4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃Ⅱ；
在密闭容器中，当O₂量不足时只发生上述反应Ⅰ，随O₂量增加可连续发生上述两个反应，
①向溶液中滴入酚酞，溶液呈红色，说明溶液呈碱性，所以氧气不足量，只发生上述反应Ⅰ，即y=0．
所以x的取值范围是0＜x＜；
故答案为：0；0＜x＜；
②根据题意知，氨气不足量，一氧化氮气体有剩余，溶液呈酸性，所以发生了上面两个反应．
4NH₃+5O₂4NO+6H₂0Ⅰ；
4 5
1-x
当氨气完全反应时，消耗氧气的量为mol，剩余氧气mol，
当一氧化氮剩余时，以剩余氧气的量计算硝酸的量：
4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃Ⅱ；
3 4

mol ymol

y=
当一氧化氮和氧气恰好反应生成硝酸时，反应的反应方程式为4NH₃+8O₂=4HNO₃+4H₂O，x的取值为
4NH₃+8O₂=4HNO₃+4H₂O
4 8
1-x x
所以x=，
当氨气和氧气恰好反应生成一氧化氮时，x的取值为
4NH₃+5O₂4NO+6H₂0Ⅰ；
4 5
1-x x
x=
所以x的取值范围为．
故答案为：；．
分析：（1）A、根据硝酸铵的性质分析；
B、根据氯化铵的性质分析；
C、根据氯化铵和氢氧化钙的性质分析；
D、根据浓硫酸和浓氨水的性质分析；
（2）①根据酚酞的性质判断溶液的酸碱性，从而确定x的取值范围；
②根据题意判断过量气体，结合方程式计算，确定x的取值范围．
点评：本题考查了氨气的实验室制法及有关讨论题的计算，计算讨论题时要注意临界值划分，然后结合反应方程式计算即可．