BÀI 4: AMMONIA VÀ MỘT SỐ HỢP CHẤT AMMONIUM

(20 câu)

1. NHẬN BIẾT (4 câu)

Câu 1. Cấu tạo phân tử của Ammonia là? 

Trả lời:

Phân tử NH3 có cấu trúc chóp tam giác, với nguyên tử nitrogen ở đỉnh, đáy là một tam giác mà 3 đỉnh là 3 nguyên tử hydrogen

Câu 2. Muối Ammonium là gì?

Trả lời:

Muối ammomium là những chất tinh thể ion. Chúng dễ tan trong nước

Câu 3. Ứng dụng của Ammonia?

Trả lời:

Được dùng để sản xuất nitric acid, các laoij phân đạm, dùng làm chất làm lạnh, làm dung môi và nhiều ứng dụng khác trong đời sống.

Câu 4. Ứng dụng của Ammonium?

Trả 4ời:

Sử dụng nhiều trong đời sống và sản xuất, đặc biệt là làm phân bón.

2. THÔNG HIỂU (6 câu)

Câu 1. Trình bày tính chất vật lý của Ammonia?

Trả lời:

- Ammonia là chất không màu, có mùi khai và xốc, nhẹ hơn không khí.

- Ammonia tan nhiều trong nước tạo thành dung dịch ammonia.

- Ammonia đậm đặc thường có nồng độ 25%.

Câu 2. Trình bày tính chất hóa học của Ammonia?

Trả lời:

1. Tính bazơ: Amonia là một bazơ mạnh và có thể tác động vào các axit để tạo ra muối và nước. 

 V dụ: NH3 + HCl → NH4Cl.

2. Tính oxi hóa: Amonia có khả năng bị oxi hóa để tạo ra nitơ và nước. 

Phản ứng như sau: 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O.

3. Tính khử: Amonia cũng có khả năng khử các oxit kim loại để tạo ra kim loại và nước.  Ví dụ: 3CuO + 2NH3 → 3Cu + 3H2O + N2.
4. Tính hòa tan: Amonia có khả năng hòa tan các chất khác như muối, axit và kim loại, tạo thành các phức chất.  Ví dụ: [Cu(H2O)6]2+ + 4NH3 → [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ + 4H2O.

5. Tính phản ứng với nước: Amonia có khả năng tác dụng với nước để tạo ra ion amoni và hydroxyl. 

 Phản ứng như sau: NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-.

6. Phương trình hóa học của phản ứng giữa amonia và axit clohidric (HCl).

Phản ứng là: NH3 + HCl → NH4Cl.

Câu 3. Trình bày tính chất vật lý của Ammonium?

Trả lời:

1. Tính tan: Ammonium tan trong nước và hầu hết các dung môi pola khác.
2. Tính độc: Ammonium là một chất độc, khi hít phải hoặc tiếp xúc với da có thể gây kích ứng và đau rát.
3. Tính dẫn điện: Ammonium không dẫn điện, do đó nó là một chất điện giải yếu.
4. Tính tích điện: Ammonium có tính chất tích điện, điều này có nghĩa là nó có khả năng hút các ion âm và tránh các ion âm.
5. Tính nóng chảy và nóng sôi: Do ammonium là một ion, không có điểm nóng chảy hay nóng sôi cụ thể, nhưng các muối ammonium có thể nóng chảy hoặc nóng sôi tại các nhiệt độ khác nhau tùy thuộc vào muối cụ thể.

Câu 4. Trình bày tính chất hóa học của Ammonium?

Trả lời:

* Tính chất acid-base: Ammonium có thể hoạt động như một axit yếu, tạo ra ion amoni (NH3) và proton (H+), hoặc có thể tác động như một base yếu trong các phản ứng acid-base. 

Ví dụ: Khi pha trộn ammonium với nước, nó sẽ tạo thành axit ammonium (NH4+) và ion hydroxyl (OH-), tương tự như phản ứng của axit acetic với nước.

NH4+ + H2O ⇌ NH3 + H3O+

* Tính chất oxi hóa khử: Ammonium có khả năng hoạt động như một chất khử trong các phản ứng oxi hóa khử. 

 Ví dụ: Trong phản ứng của ammonium với clo, ammonium sẽ bị oxi hóa thành ion amoni (NH3) và ion clo (Cl-).

NH4+ + ClO- ⇌ NH3 + H2O + Cl-

* Tính chất hình thành muối: Ammonium có khả năng kết hợp với các ion âm khác để tạo thành các muối. 

Ví dụ: Khi ammonium kết hợp với ion nitrat (NO3-), nó sẽ tạo thành muối ammoni nitrat (NH4NO3), một loại muối phổ biến được sử dụng trong sản xuất phân bón.

NH4+ + NO3- ⇌ NH4NO3

Câu 5. Trình bày phản ứng tổng hợp ammonia?

Trả lời:

* Phản ứng tổng hợp ammonia là phản ứng hóa học giữa hidro và nitơ để tạo thành ammonia (NH3). Phản ứng này được thực hiện theo công thức:

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) + ΔH

* Trong đó, N2 là khí nitơ, H2 là khí hidro, và ΔH là năng lượng được giải phóng hoặc hấp thụ trong quá trình phản ứng, tùy thuộc vào điều kiện thực hiện.

* Phản ứng tổng hợp ammonia được thực hiện trong bình chứa chất xúc tác Fe (kim loại sắt) và K2O (potax), ở nhiệt độ khoảng 500-550 độ C và áp suất khoảng 200-300 atm. Khi phản ứng diễn ra, hidro và nitơ tương tác với nhau và tạo thành ammonia, được thu gom và tách ra từ bình phản ứng.

Câu 6. Viết 5 phương trình hóa học về Ammonia và muối Ammonium?

Trả lời:

* Phương trình hóa học của ammoniac (NH3):

NH3(g) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH-(aq)

* Phương trình hóa học của clorua amon (NH4Cl):

NH4Cl(s) → NH3(g) + HCl(g)

* Phương trình hóa học của nitrat amon (NH4NO3):

NH4NO3(s) → N2O(g) + 2H2O(g)

* Phương trình hóa học của sulfat amon (NH4)2SO4:

(NH4)2SO4(s) → 2NH3(g) + SO2(g) + H2O(g)

* Phương trình hóa học của cacbonat amon (NH4)2CO3:

(NH4)2CO3(s) → 2NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)

3. VẬN DỤNG (7 câu)

Câu 1. Khi hấp bánh bao, ta thấy có mùi khai đặc trưng, điều này có là do đâu?

Trả lời:

Khi làm bánh bao người ta thường cho thêm bột nở (NH4HCO3) và bột mì. Khi nước hoặc hấp bánh, NH4HCO3 phân hủy thành các chất khí và hơi thoát ra làm cho bánh nở và xốp. Hơi đó chính là NH3

PTHH: NH4HCO3 (r) => NH3 (k) + CO2 (k) + H2O (k)

Câu 2. Trình bày ngắn gọn một thí nghiệm tạo ammonium clorua?

Trả lời:

- Để tạo ra amonium clorua, ta sẽ cần amoni và axit clohidric. 

- Ta có thể thực hiện thí nghiệm bằng cách: Đưa một lượng nhỏ amoni vào trong axit clohidric và đun nóng. Quá trình phản ứng sẽ tạo ra amonium clorua và nước. Công thức hóa học của phản ứng này như sau:

NH3 + HCl → NH4Cl

- Ta có thể kiểm tra sự hiện diện của amonium clorua bằng cách thêm một chút dung dịch natri hidroxit vào trong dung dịch amonium clorua  Nếu ta cảm nhận được mùi khai của amoni, thì chứng tỏ amonium clorua đã được tạo ra.

Câu 3. Trình bày một thí nghiệm tách amoni từ nước?

Trả lời:

- Để tách amoni từ trong nước, ta sẽ sử dụng phương pháp đun sôi. 

+ Ta sẽ đun sôi nước trong một bình đựng amoni và đưa một ống chứa nước lạnh lên trên miệng của bình. 

+ Amoni trong nước sẽ bay hơi và được thu thập lại trong ống lạnh.

- Sau khi hoàn thành thí nghiệm, ta có thể kiểm tra tính chất của amoni bằng cách đưa một chút dung dịch natri hidroxit vào trong ống chứa amoni  Nếu ta cảm nhận được mùi khai của amoni, chứng tỏ amoni đã được tách ra thành công.

Câu 4. Tại sao ammonia lại được sử dụng để làm dung dịch làm lạnh trong các hệ thống điều hòa không khí?

Trả lời:

* Amoni được sử dụng làm dung dịch làm lạnh trong các hệ thống điều hòa không khí bởi vì nó có khả năng hấp thụ và thải nhiệt nhanh chóng, và có thể hấp thụ nhiệt ở nhiệt độ thấp hơn so với nước, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu lượng khí thải ra môi trường.

* PTHH: 

NH3 + H2O ↔ NH4OH

NH4OH + H2O + LiBr ↔ NH4Br + LiOH

Câu 5. Tại sao ammonia lại được sử dụng để làm phân bón?

Trả lời:

* Amoni được sử dụng để làm phân bón bởi vì nó chứa các nguyên tố dinh dưỡng như nitơ và hydro, cần thiết cho sự phát triển của cây trồng. Khi được sử dụng như phân bón, amoni giúp cải thiện đất và nâng cao sản lượng.

* PTHH:

2NH3 + 3O2 → 2NO + 3H2O

4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O

Câu 6. Tại sao dung dịch amoni clorua lại được sử dụng để làm các loại thuốc tẩy?

Trả lời:

* Dung dịch amoni clorua được sử dụng để làm các loại thuốc tẩy bởi vì amoni có khả năng hòa tan các chất bẩn và bã nhờn trong quần áo. Hơn nữa, amoni cũng làm tăng pH trong dung dịch, giúp tẩy sạch tốt hơn.

* PTHH: 

NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O

Câu 7. Cho phương trình hóa học sau:

NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-

Hằng số cân bằng cho phản ứng này là Kw/Kb = 1,77 x 10-5, với Kw là hằng số ion nước và Kb là hằng số cơ sở của amoni. Nếu một dung dịch amoni có nồng độ ban đầu là 0,1 M, tính nồng độ của ion OH- sau khi đạt trạng thái cân bằng?

Trả lời:

* Theo định luật bảo toàn điện tích, nồng độ của các ion trong dung dịch sẽ phải bằng nhau sau khi đạt trạng thái cân bằng. Do đó, ta có:

Kb = [NH4+]*[OH-][NH3]

KwKb = [NH3][OH-]

 1,77 x 10-5 = 0,1/[OH-]

 [OH-] = 5,62 x 10-7 M

4. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1. Một dung dịch ammonium sulfate có nồng độ 0,1 M. Tính thể tích của dung dịch cần để lấy được 10 gam muối ammonium sulfate?

Trả lời:

* Để tính thể tích của dung dịch cần, ta cần biết khối lượng mol của muối ammonium sulfate. Muối ammonium sulfate có công thức hóa học (NH4)2SO4, khối lượng mol là 132,14 g/mol.

* Số mol muối ammonium sulfate cần lấy là: 10 g / 132,14 g/mol = 0,0756 mol.

* Theo định luật bảo toàn chất lượng, số mol của muối trong dung dịch phải bằng số mol đã lấy ra, do đó:

 0,1 M x V = 0,0756 mol

 V = 0,756 L

Thể tích của dung dịch cần để lấy được 10 gam muối ammonium sulfate là 0,756 L.

Câu 2. Một dung dịch ammonium nitrate có nồng độ 0,1 M. Tính khối lượng ammonium nitrate cần để pha loãng với dung dịch nước để thu được 250 mL dung dịch ammonium nitrate có nồng độ 0,05 M. Tính Khối lượng của muối ammonium?

Trả lời:

* Số mol ammonium nitrate trong dung dịch ban đầu là 0.025 mol.

* Số mol ammonium nitrate cần để pha loãng với dung dịch nước để thu được dung dịch có nồng độ 0,05 M là:

 n = cV = 0,05 x 0,25 = 0,0125 mol

 Vậy, số mol ammonium nitrate cần pha loãng là 0,0125 mol.

* Khối lượng ammonium nitrate cần pha loãng là:

 m = n x M = 0,0125 mol x 80,05 g/mol = 1,00 g

 Vậy, để thu được 250 mL dung dịch ammonium nitrate có nồng độ 0,05 M, cần pha loãng 1,00 g ammonium nitrate với dung dịch nước.

Câu 3. Tính thể tích khí amoniac cần dùng để phản ứng hoàn toàn với 50 mL dung dịch amoni clorua 0,1 M để tạo thành muối amoni.

Trả lời:

* PTHH: NH3 + HCl → NH4Cl

* n = 0,1 mol/L x 0,05 L = 0,005 mol

* Từ phương trình phản ứng, ta biết rằng 1 mol amoniac phản ứng với 1 mol axit clohidric để tạo thành 1 mol muối amoni. Do đó, để tạo thành 0,005 mol muối amoni, cần sử dụng 0,005 mol amoniac.

* V = 0,005 mol x 22,4 L/mol = 0,112 L