Question

氮元素的單質(zhì)和常見的化合物在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛．
（1）工業(yè)上利用分離空氣的方法得到氮氣．空氣各主要成分的沸點如下：

N2	O2	Ar	CO2
-196°C	-183°C	-186°C	-78°C

現(xiàn)將空氣深度冷卻液化，然后緩慢升溫，則最先分離出來的氣體是

 

．
（2）實驗室可用固體NH₄Cl與固體Ca（OH）₂加熱反應(yīng)制取氨氣．
①制取氨氣的化學(xué)方程式為

 

；寫出檢驗氨氣的一種化學(xué)方法是：

 

．
②要制取標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L的氨氣，至少需要稱取固體NH₄Cl的質(zhì)量為

 

g．
（3）氮化硅（氮顯-3價，硅顯+4價）是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300℃時反應(yīng)獲得．
①寫出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖

 

和氮化硅的化學(xué)式

 

．
②現(xiàn)用四氯化硅和氮氣在氫氣環(huán)境里，高溫條件下發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點：氨的實驗室制法,原子結(jié)構(gòu)示意圖,化學(xué)方程式的書寫

專題：

分析：（1）升溫時沸點低的先汽化溢出，依據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知氮氣的沸點最低；
（2）①氯化銨與氫氧化鈣在加熱條件下反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水；氨氣為堿性氣體，與水生成一水合氨，一水合氨電離生成氨根離子與氫氧根離子，溶液顯堿性，能夠使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；
②根據(jù)原子守恒計算氯化銨的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算氯化銨的質(zhì)量；
（3）①氮原子核內(nèi)有7個質(zhì)子，核外有7個電子分布在2個電子層；氮原子與硅原子通過共價鍵結(jié)合成原子晶體氮化硅，氮顯-3價，硅顯+4價，正負化合價代數(shù)和為0寫出化學(xué)式；
②四氯化硅和氮氣、氫氣反應(yīng)生成氮化硅和氯化氫．

解答： 解：（1）工業(yè)制氧氣的原理是分離液態(tài)空氣，由液態(tài)變成氣態(tài)時由于氧氣與氮氣沸點不同，然后升溫沸點低的先汽化分離出，故答案為：N₂；
（2）氯化銨與氫氧化鈣在加熱條件下反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水，化學(xué)方程式：①2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；氨氣為堿性氣體，與水生成一水合氨，一水合氨電離生成氨根離子與氫氧根離子，溶液顯堿性，能夠使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；用濕潤的紅色石蕊試紙靠近，變藍色；
②4.48L氨氣的物質(zhì)的量=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，根據(jù)原子守恒知，生成0.2mol氨氣需要氯化銨的物質(zhì)的量也是0.2mol，則氯化銨的質(zhì)量=0.2mol×53.5g/mol=10.7g，
故答案為：10.7；
（3）①N的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，氮化硅中氮顯-3價，硅顯+4價，依據(jù)化合價代數(shù)和為0，可知氮化硅中氮原子數(shù)4個，硅原子數(shù)3個，化學(xué)式為：Si₃N₄；
故答案為：；Si₃N₄；
②四氯化硅和氮氣、氫氣反應(yīng)生成氮化硅和氯化氫，化學(xué)方程式：3SiCl₄+2N₂+6H₂

高溫  .

Si₃N₄+12HCl，故答案為：3SiCl₄+2N₂+6H₂

高溫  .

Si₃N₄+12HCl．

點評：本題考查了氨氣的實驗室制備及性質(zhì)的檢驗，原子結(jié)構(gòu)示意圖的書寫、化學(xué)式、化學(xué)方程式的書寫，題目難度不大，注意對基礎(chǔ)知識的積累．