Question

氮元素的单质和常见的化合物在工、农业生产中用途广泛．
（1）工业上利用分离空气的方法得到氮气．空气各主要成分的沸点如下：

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

现将空气深度冷却液化，然后缓慢升温，则最先分离出来的气体是

 

．
（2）实验室可用固体NH₄Cl与固体Ca（OH）₂加热反应制取氨气．
①制取氨气的化学方程式为

 

；写出检验氨气的一种化学方法是：

 

．
②要制取标准状况下4.48L的氨气，至少需要称取固体NH₄Cl的质量为

 

g．
（3）氮化硅（氮显-3价，硅显+4价）是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应获得．
①写出N的原子结构示意图

 

和氮化硅的化学式

 

．
②现用四氯化硅和氮气在氢气环境里，高温条件下发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：氨的实验室制法,原子结构示意图,化学方程式的书写

专题：

分析：（1）升温时沸点低的先汽化溢出，依据图中数据可知氮气的沸点最低；
（2）①氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水；氨气为碱性气体，与水生成一水合氨，一水合氨电离生成氨根离子与氢氧根离子，溶液显碱性，能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝；
②根据原子守恒计算氯化铵的物质的量，再根据m=nM计算氯化铵的质量；
（3）①氮原子核内有7个质子，核外有7个电子分布在2个电子层；氮原子与硅原子通过共价键结合成原子晶体氮化硅，氮显-3价，硅显+4价，正负化合价代数和为0写出化学式；
②四氯化硅和氮气、氢气反应生成氮化硅和氯化氢．

解答： 解：（1）工业制氧气的原理是分离液态空气，由液态变成气态时由于氧气与氮气沸点不同，然后升温沸点低的先汽化分离出，故答案为：N₂；
（2）氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水，化学方程式：①2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；氨气为碱性气体，与水生成一水合氨，一水合氨电离生成氨根离子与氢氧根离子，溶液显碱性，能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝；
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；用湿润的红色石蕊试纸靠近，变蓝色；
②4.48L氨气的物质的量=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，根据原子守恒知，生成0.2mol氨气需要氯化铵的物质的量也是0.2mol，则氯化铵的质量=0.2mol×53.5g/mol=10.7g，
故答案为：10.7；
（3）①N的原子结构示意图为，氮化硅中氮显-3价，硅显+4价，依据化合价代数和为0，可知氮化硅中氮原子数4个，硅原子数3个，化学式为：Si₃N₄；
故答案为：；Si₃N₄；
②四氯化硅和氮气、氢气反应生成氮化硅和氯化氢，化学方程式：3SiCl₄+2N₂+6H₂

高温  .

Si₃N₄+12HCl，故答案为：3SiCl₄+2N₂+6H₂

高温  .

Si₃N₄+12HCl．

点评：本题考查了氨气的实验室制备及性质的检验，原子结构示意图的书写、化学式、化学方程式的书写，题目难度不大，注意对基础知识的积累．