第五章第二节氮及其化合物教学课件共3课时（122张ppt）2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

(共122张PPT)
2019人教版第二册
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第一课时 氮气与氮的固定
一氧化氮和二氧化氮
学习目标
1．空气的组成及其体积分数：N2占 ，O2占 ，稀有气体占0.94%，CO2占0.03%，其他占0.03%。
知识储备
2．举例说明氮气的一种用途：化学性质稳定——作粮食保存、焊接金属的 。
78%
21%
保护气
提示：氮元素位于元素周期表的第二周期、第 族，氮元素的非金属性比氧元素 ，比碳元素 ，硝酸的酸性比磷酸 。
ⅤA
弱
强
强
5
得失
共用电子对
思考讨论
提示：氮元素原子最外层有 个电子，氮原子很难 电子形成离子键，一般通过 与其他原子相互结合构成物质。
1.氮在元素周期表中位置如何？氮元素是典型的非金属元素，其非金属强弱如何？
2.氮原子的原子结构如何？
结构
决定
性质
提示：
①游离态：主要以 的形式存在于空气中。
②化合态：部分存在于动植物体内的 中；部分存在于土壤、海洋
里的 中。
氮分子
蛋白质
硝酸盐和铵盐
3.氮元素在自然界以什么形式存在？
1）氮分子的结构：分子内两个氮原子间以 结合，断开该化学键需要 的能量，所以氮气的化学性质很 ，通常情况下 与其他物质发生化学反应。
2)化学性质：写出氮气与下列物质反应的化学方程式。
①金属镁： ，氮气表现 性；
②氢气： ，氮气表现 性；
③氧气： ，氮气表现 性。
共价三键(N≡N)
较多
稳定
很难
氧化
氧化
还原
自主学习
一、氮气与氮的固定
1.氮气
2.氮的固定
氮的固定
—
概念：将大气中 的氮转化为 的过程
分类
自然固氮
高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO)
生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)
人工固氮
合成氨(工业上合成氨)
仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌
　的作用)
游离态
氮的化合物
氮气保护技术通常应用于珍贵文物的保存和保护,国内外不乏先例。美国的《独立宣言》就密封在氮气环境中;中国博物馆和中南海毛主席故居纪念馆也是应用氮气保护法;北京房山云居寺“99石经回藏”也是氮气保护的成功典范。为什么氮气可以作为保护气
情景思考
提示:氮气性质稳定,常温下不与物质发生反应,故可作保护气。
3.氮在自然界中的循环
(1)氮在自然界中主要存在形式有哪些？
提示　大部分以氮气的形式存在，少部分以化合物的形式(如硝酸盐、铵盐、蛋白质等)存在。
如
图
所
示
(2)人体里的蛋白质中的氮元素是从哪儿来的？
提示　人体里蛋白质中的氮是从外界摄入的，特别是肉类、蛋类物质等。若溯本求源，则来自大气中的N2。
(3)氮循环中含氮物质有多种形式的转化，有的对人类生产生活有益，有的则产生负面作用，请举例说明。
提示　①对人类有益的有：人工固氮如合成氨，不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素，而且为其他化工产品的生产提供了重要的原料。
②对人类有害的有：工业废气、汽车尾气中的氮氧化物会造成大气污染等；工厂废液、生活废水中的氮元素对水体造成污染。
(1)氮元素有多种化合价，其最高正价为＋5价(　　)
(2)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(　　)
(3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(　　)
(4)白磷(P4)在空气中能自燃而氮气能稳定存在，说明磷元素非金属性比氮元素强(　　)
(5)硝酸盐在某些细菌作用下转化成氮气为自然固氮(　　)
(6)在高温、高压、催化剂条件下，1 mol N2与3 mol H2混合可生成2 mol NH3
(　　)
√
×
√
×
×
×
重难辨析
判断下列说法是否正误
2.汽车尾气中含有CO、NO等多种污染物，已成为城市空气的主要污染源。汽油和柴油中基本不含氮元素，那么汽车尾气中的NO是如何产生的？写出有关反应的化学方程式。(忽略空气中二氧化碳)
提示：汽车尾气中的NO是由空气中的氮气和氧气在内燃机中高温条件下反应而生成，N2＋O2 2NO。
深度思考
1.雷雨天含氮物质发生的反应都属于氮的固定吗？
提示:不是，雷雨天只有反应N2+O2 2NO属于氮的固定。
1.不同价态的氮的氧化物
氮的氧化物 N2O(笑气) NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5
氮元素化合价 ____ ___ ____ ___ ____ ____
＋1
＋2
＋3
＋4
＋4
＋5
上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是 。
N2O5和N2O3
二、一氧化氮和二氧化氮
自主学习
想一想：什么是酸性氧化物？
实验 操作 在一支50 mL的注射 器里充入20 mL NO, 然后吸入5 mL水,用 乳胶管和弹簧夹封住 管口,振荡注射器 打开弹簧夹,快速吸
入10 mL空气后夹上
弹簧夹,观察现象,然
后再振荡注射器
现象 ___________ _________________,
振荡后___________
无明显现象
无色气体变红棕色
红棕色变为无色
2.一氧化氮、二氧化氮性质
实验探究
结论:在一定条件下,NO与NO2可以相互转化,反应的
化学方程式为
①NO→NO2: ______________;
②NO2→NO: ____________________(工业制取硝酸)。
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
NO和NO2性质比较
氮氧化物 NO NO2
色、味、态 无色无味气体 红棕色、有刺激性气味气体
溶解性 不溶于水 易溶于水且与水反应
氧化物 类别 非酸性氧化物(不成盐氧化物) 非酸性氧化物(不成盐氧化物)
归纳总结
氧化性或 还原性 具有氧化性、还原性，主要表现强还原性 具有氧化性、还原性，主要表现强氧化性，能氧化SO2、KI等物质
毒性 有毒(易结合血红蛋白使人中毒) 有毒(刺激腐蚀呼吸道黏膜)
相互转化 (1)由于NO极易与O2反应，并且其密度与空气相差不多，因此收集NO只能用排水法(　　)
(2)由于NO2极易与水反应且密度比空气大，因此收集NO2只能用向上排空气法
(　　)
(3)NO2能与碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水，NO2是酸性氧化物(　　)
(4)N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到NO，不能生成NO2(　　)
(5)可用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别溴蒸气和二氧化氮两种红棕色气体(　　)
(6)NO和NO2都是有刺激性气味的有毒气体，它们都是大气污染物(　　)
√
√
×
√
×
×
重难辨析
判断下列说法是否正误
1.俗话说“雷雨发庄稼”，试说出其中的原理，写出反应的化学方程式。
深度思考
2.在上述NO、NO2性质实验中
(1)如果要将注射器中的NO充分转化，应采取的措施是___________________。
(2)上述实验对工业上生产硝酸的启示是________________________________
_____________________________________________________。
继续通入过量的空气
在用水吸收NO2制取硝酸的反应过程
中，要不断地补充一些空气，使NO2尽可能多地转化为硝酸
拓展延伸
探究氮的氧化物溶于水的计算
解答氮的氧化物溶于水的计算问题首先明确原理,无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO+O2 ===2NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不能是NO2。
【思维构建】
2.方法——加合式法
1.原理
①NO2和O2混合气体溶于水的计算
发生的反应为先3NO2+H2O===2HNO3+NO, 后2NO+O2 ===2NO2，
中间产物为NO2，加和的总反应为4NO2+O2+2H2O====4HNO3可知:
发生的反应为先2NO+O2====2NO2，后3NO2+H2O====2HNO3+NO，中间产物为NO，加和的总反应为化学方程式为4NO+3O2+2H2O====4HNO3
可知:
②NO与O2同时通入水中
③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中:
a.可先将NO和O2转化为NO2,再按上述各种情况分别处理。
b.也可先将NO2和H2O反应转化为NO,再按4NO+3O2+2H2O ===4HNO3情况处理。
(1)原子守恒法
4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成,都与N2O5+H2O====2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。
【思维拓展】
氮的氧化物溶于水的计算的其他方法
(2)电子守恒法
NO与O2的混合气体通入水中发生反应:2NO+O2====2NO2、3NO2+H2O====2HNO3+NO,在这当中,存在着NO向NO2转化、NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总体来讲,NO→HNO3,N的化合价升高是由于被O2氧化,因此可写出
在氧化还原反应中得失电子数必然相等。
　(1)要使充满NO2和O2混合气体的试管倒扣水槽中,让水充满试管,必须按什么样的体积比混合
提示:由3NO2+H2O====2HNO3+NO和2NO+O2====2NO2得4NO2+O2+2H2O====4HNO3,即当NO2和O2的体积比为4∶1时可完全溶于水。
(2)将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管,倒置在水槽中,反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体,则原混合气体中O2为多少毫升
提示:①若剩余的是NO,由反应3NO2+H2O====2HNO3+NO,
得NO2体积为2 mL×3=6 mL。则原有O2体积为(10 mL-6 mL)× =0.8 mL。
②若剩余的是O2,则有10 mL-2 mL=8 mL NO2和O2的混合气体按反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3进行。所以NO2的体积为8 mL× =6.4 mL,
O2体积为10 mL-6.4 mL=3.6 mL。
思考讨论
中国汽车销量增长幅度很大,同时也带来了空气污染。汽车尾气转化装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。
素养提升
请回答：(1)汽车尾气的主要污染成分包括哪些
(2)由图分析写出汽车尾气转化装置里发生的反应 在反应中氮的氧化物分别表现什么性质
(3)由图可以推出NO和O2必须在催化剂表面才能反应吗
(4)汽车尾气的排放有哪些危害
【解析】(1)汽油不完全燃烧生成CO,放电条件下氮气与氧气反应生成NO,部分NO与氧气反应生成NO2,故尾气的主要污染物为CO、NO2、NO等;
(2)由过程图中进出的物质可知,发生的反应为2NO+O2====2NO2, 2NO2+4CO 4CO2+N2,第一个反应中NO表现还原性,第二个反应中NO2表现氧化性;
(3)NO和O2在空气中就能迅速反应生成NO2;
(4)汽车尾气被人吸收造成伤害,排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等。
催化剂
=====
答案:(1)CO、NO2、NO等　(2)发生的反应为2NO+O2===2NO2,NO表现还原性;2NO2+4CO 4CO2+N2,NO2表现氧化性　
(3)不对,NO和O2在空气中就能迅速反应生成NO2　
(4)汽车尾气被人吸收造成伤害,排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等
催化剂
=====
达标检测
课堂小结
2019人教版第二册
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第二课时 氨和铵盐
学习目标
一、氨
1.物理性质
颜色 状态 气味 密度 溶解性 特性
_____ 气体 _______ 气味 _____ 空气 _____溶于 水,1体积水 能溶解____ 体积的氨气 易液化
无色
刺激性
小于
极易
700
自主学习
制冷剂为液态,在一定的温度下又可以变为气态,即能够在制冷系统的蒸发器内蒸发并从被冷却物体中吸取热量而汽化,然后在冷凝器内将热量传递给周围介质(水或空气)而变为液体的媒介物。制冷剂的种类很多,空调常用的制冷剂有氨、氟利昂等。氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。氨作为制冷剂,是利用了它的什么性质 试分析它有什么缺点
情景思考
提示:氨气易液化变为液体,且液氨变为气体时会吸收大量的热。缺点是有刺激性气味、有毒、可以燃烧和爆炸。
①按图所示装置，打开止水夹，挤压滴管的胶头，烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成 ，烧瓶内液体呈 色。
②上述实验说明氨 于水，其水溶液呈 性。
喷泉
红
极易溶
碱
喷泉实验
2.化学性质
实 验 装 置
实验探究
操 作 打开止水夹,并挤压胶头滴管的胶头 将分别蘸有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒靠近
现 象 烧杯中的溶液由玻 璃管进入烧瓶,___ ______________ _____________ _____________
结 论 ______________ _____________ _______________
_______________
_____
形
成红色喷泉,瓶
内液体呈红色
产生大量白烟
氨极易溶于水,
水溶液呈碱性
氨气与氯化氢气
体反应生成白色
晶体
(1)氨与水的反应
①氨气易与水反应： ，其水溶液称为氨水。在氨水中：
，氨水具有 性，能使石蕊溶液变蓝。
②氨水中的氮元素主要以 的形式存在，只有少量的NH3·H2O电离为NH 和OH－，但在求氨水的物质的量浓度、质量分数时应将 视为溶质。
③NH3·H2O不稳定，受热易分解： ，因此，氨水应密封保存在阴凉处。
弱碱
NH3·H2O
NH3
（2）氨与酸反应
①氨与氯化氢相遇时的现象是 ，反应的化学方程式是 。
②工业上用氨、二氧化碳和水制取碳酸氢铵的化学方程式是 。
③工业上用硫酸吸收氨的化学方程式是 。
产生白烟
NH3＋HCl
===NH4Cl
NH3＋CO2＋
H2O===NH4HCO3
2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4
（3）氨具有还原性
① 氨的催化氧化。
请写出氨气与氧气在催化剂作用下生成NO的化学方程式：
。
②氨气可被氧化铜氧化为氮气，反应的化学方程式为 。
4NH3＋5O2
4NO＋6H2O
2NH3＋3CuO
N2＋3Cu＋3H2O
氨的催化氧化是工业_______的基础。
制硝酸
在上述喷泉实验中，若将NH3换为NO2,能否形成喷泉 若能形成,则实验后液体能否充满烧瓶
提示:能形成喷泉,但不能充满烧瓶。NO2易溶于水并与水发生反应:3NO2+H2O====2HNO3+NO,有NO气体产生,故用NO2与H2O做喷泉实验时,液体只能充满烧瓶容积的2/3。
思考探究
产生喷泉的原理分析
产生喷泉的原因为气体a易溶于液体b或易和b反应，造成烧瓶内气体物质的量减小，压强急剧减小。
归纳总结
1.喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。
装置中的气体a可能为①氯气、②氢气、③氨气、④氯化氢、⑤二氧化碳。打开装置中的止水夹，挤压胶头滴管，若液体b为水时，能产生喷泉现象的气体a可能是 (填序号，下同)；若液体b为氢氧化钠浓溶液时，能产生喷泉现象的气体a可能是 。
③④
①④⑤
深度思考
喷泉实验及装置
1.喷泉实验原理
喷泉产生的本质原因是烧瓶内外形成压强差，由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强，所以液体会被压入烧瓶内形成喷泉。产生气压差的方法有：
①减小烧瓶内气压，如液体将气体吸收或与其反应等；
②增大烧瓶外压强。
思维建模
2.喷泉的常见类型
方法 减小内压法 增大外压法
装置
原理 减小烧瓶内气体压强,形成压强差,产生喷泉现象 增大锥形瓶内气体压强,形成压强差,产生喷泉现象
3.常见装置图
①图甲装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶于烧杯和胶头滴管中的液体，使烧瓶内的压强减小而产生压强差，烧杯中的液体被压入烧瓶内形成“喷泉”。
②图乙装置形成“喷泉”可采用使烧瓶受热的方法，瓶内气体膨胀，打开止水夹，止水夹下部导管中的空气受热排出，烧瓶内的气体与液体接触而溶解，使烧瓶内压强减小形成压强差而形成“喷泉”。
③图丙装置中锥形瓶内的物质反应产生气体(或锥形瓶中液体受热挥发出气体)，使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差，将液体从锥形瓶中压入烧瓶中形成“喷泉”。
4.引发操作：
打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,或其他形成压强差引发液体向容器中流动喷射的操作。
5.实验成功的关键——“三要”
①装置气密性——要好。
②烧瓶和气体——要干。
③烧瓶内的氨气——要满。
6.常见产生喷泉实验的组合
气体 NH3 HCl SO2、CO2、NO2、Cl2 NO2和O2
吸收剂 水或 盐酸 水或氢氧 化钠溶液 浓氢氧化钠溶液 水
2.若将22.4 L氨气(标准状况)溶于水，得到500 mL氨水。
(1)氨溶于水反应的化学方程式为 。氨水呈碱性的原因是 。
(2)该氨水中的含氮粒子有 ，它们的物质的量浓度之和为 。
(3)写出氨水与下列物质反应的离子方程式：
①稀硫酸： ；
②氯化铁溶液： 。
NH3·H2O部分电离产生OH－
2 mol·L－1
深度思考
3.工业上常用氮气与氢气合成氨，再以氨为原料制取硝酸，请写出有关反应的化学方程式，并说明各反应中含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。
2NO＋O2===2NO2　NO发生氧化反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　+NO2既发生氧化反应又发生还原反应
液氨、氨水、一水合氨的区别
名称 液氨 氨水 一水合氨
物质 类别 纯净物 氢化物 非电解质 混合物 氨的水溶液 溶质为氨 纯净物
一元弱碱
电解质
粒子 种类 NH3 NH3·H2O、 NH3、H2O、 、OH－、H＋ NH3·H2O
重难辨析
主要 性质 不导电 不具有碱性 能导电 具有碱性 极易分解
具有碱性
存在 条件 常温常压 下不存在 常温常压 下可存在 常温常压
下不存在
管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气,如果管道某处漏气,会产生白烟,原理是什么 (已知2NH3+3Cl2===N2+6HCl)氨气遇浓硫酸也会产生白烟吗
情景思考
提示:若氯气管道漏气,发生反应:2NH3+3Cl2====N2+
6HCl、NH3+HCl====NH4Cl,产生的白烟是固体NH4Cl;不挥发性酸,如H2SO4、H3PO4不能形成蒸气,遇氨气不会产生白烟。
(1)液氨可用作制冷剂，是因为其汽化时吸收大量的热(　　)
(2)氨水能导电，所以氨水是电解质(　　)
(3)新制饱和氨水中含氮粒子物质的量浓度最大的是NH (　　)
(4)将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硫酸有白烟产生(　　)
(5)氨中氮元素的化合价为－3价，在反应中只能升高而具有还原性(　　)
√
×
×
×
√
重难辨析
判断正误
1.铵盐及其性质
(1)常见的铵盐
① 与 形成的化合物称为铵盐。
②农业上常用的铵态氮肥，如 等都属于铵盐，它们都是 溶于水的晶体。
(2)铵盐不稳定，受热易分解
NH4Cl ，
NH4HCO3 。
酸根离子
NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3
易
NH3↑＋HCl↑
NH3↑＋CO2↑＋H2O
二、氨盐
自主学习
(3)铵盐与碱反应
2NH4Cl＋Ca(OH)2 。
NH4NO3＋NaOH 。
CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
NaNO3＋NH3↑＋H2O
实验 装置 铵盐溶液 NH4Cl溶液 NH4NO3溶液 (NH4)2SO4溶液
2.铵盐(铵根离子)的检验
实验探究
现象 __________________________
结论 _______________________,离子
方程式为____________________
应用 ①___________________
②_______
试管中有气泡产生,试纸变蓝
铵盐与强碱反应生成氨气
+OH- NH3↑+H2O
检验铵根离子的存在
制取氨
铵盐(NH )的检验
(1)原理
归纳总结
(2)方法
①NaOH溶液法
取少量固体样品或溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，有白烟产生)，证明固体样品或溶液中含有NH 。
②碱石灰法
把碱石灰与某物质的固体混合物在研钵里研磨，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近研钵口，有白烟产生)，则可以判断该物质是铵盐。
有一位农民伯伯看到自己买的一袋碳酸氢铵化肥受潮了,就放在太阳下面晒,下午取的时候发现少了许多。请解释相关原因
情景思考
提示:在太阳光的照射下,碳酸氢铵受热分解生成NH3、CO2、水蒸气,故固体减少。
1.向盛有少量硫酸铵溶液(或氯化铵溶液、硝酸铵溶液)的试管中加入氢氧化钠溶液并加热，用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察到的现象是 ，反应的离子方程式是
。
红色石蕊试纸变蓝
H2O
深度思考
2.铵盐溶液与碱溶液反应的离子方程式
(1)铵盐溶液与烧碱溶液混合后加热：
。
(2)铵盐稀溶液与烧碱稀溶液混合：
。
(3)铵盐浓溶液与烧碱浓溶液混合：
。
注意：氨气在离子方程式中 的书写形式。
3.根据铵盐的性质，分析应当怎样合理地储存和施用铵态氮肥？
提示　贮存铵态氮肥时，为了防止受热分解，应密封包装并放在阴凉通风处；施肥时应将铵态氮肥埋在土下，且不能与碱性物质(如草木灰)混用。
(1)铵盐受热分解都有氨生成，但硝酸铵受热分解最终生成氮气或氮氧化物。
(2)分别用试管加热氯化铵和单质碘时，都由固体变为气体，而在试管口遇冷又凝结为固体，其本质不同，前者为化学变化，后者为物理变化。
(3)检验溶液中含有NH 时，需要加入浓碱溶液并加热，其目的是利用氨气的生成与检验。
重难辨析
铵盐受热分解的产物
(1)如果组成铵盐的酸是易挥发或易分解的酸，则固体铵盐受热分解时，氨气与酸一起挥发，冷却时又重新结合成铵盐。如NH4Cl、NH4HCO3等。
(2)如果组成铵盐的酸是难挥发性酸，则固体铵盐受热分解时，只有氨呈气态逸出，而难挥发性酸残留在容器中，如(NH4)2SO4分解的化学方程式为(NH4)2SO4 NH3↑＋NH4HSO4或(NH4)2SO4 2NH3↑＋H2SO4。
拓展延伸
(3)如果组成铵盐的酸是具有强氧化性的酸，则在较低的温度下慢慢分解可得到NH3和相应的酸，如NH4NO3。由于生成的氨气具有还原性，硝酸具有氧化性，生成的NH3易被HNO3氧化，则反应时的温度不同，形成氮的化合物也不同，如将NH4NO3在不同的温度下加热分解分别可得到N2O、NO2、N2O3、N2等。
实验室制取氨的实验装置如图所示：
(1)反应原理： 。
(2)碱石灰的作用： 。
(3)由于氨极易溶于水，不能用排水法收集，常用 法来收集。
吸收水蒸气，干燥氨气
向下排空气
三、氨气的实验室制法
引导分析
(4)验满方法
①把湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变 ；
②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有 产生。
(5)尾气处理
可在导管口放一团用 浸湿的棉花球。
蓝色
白烟
水或稀硫酸
1.制取氨气的发生装置与实验室制取哪种气体的相同？使用该装置需注意什么问题？
提示　与实验室制取氧气的发生装置相同。该套装置在使用时要特别注意加热时要使试管口略低于管底，以防止冷凝水倒流使试管炸裂。
2.在制取氨的实验装置中，使用棉花的作用是什么？
提示　若为干燥的棉花则起到减缓氨气与空气对流的作用；若为蘸有水或稀硫酸的棉花，则还可以吸收多余的NH3。
深度思考
3.氨气是化学实验室常需制取的气体。实验室制取氨气通常有两种方法：
①用固体氢氧化钙与氯化铵共热反应；
②在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水混合反应。
(1)下面的发生装置图中，方法①应选用装置 (填“A”或“B”，下同)，方法②应选用装置 。
A
B
解析　装置A适用于固固混合加热制取气体，装置B适用于固液混合不加热制取气体，故方法①选A装置，方法②选B装置。
(2)在制取氨气后，如果要干燥氨气，应选用的干燥剂是 (填字母)。
A.浓硫酸 B.固体氢氧化钠
C.五氧化二磷 D.稀硫酸
B
解析　氨气是碱性气体，可与硫酸、P2O5反应。
(3)如图是收集氨气的几种装置，其中可行的是 ，集气的原理是________
。
D
解析　氨气极易溶于水，且密度小于空气，故采用向下排空气法收集，其中B装置排不出空气。
利用氨气
的密度小于空气，采用短管进氨气，长管出空气，即可收集氨气
特别提示
(1)制取氨时，不能用硝酸铵代替氯化铵。因为硝酸铵在加热过程中可能发生爆炸性的反应，发生危险。
(2)制取氨时，不能用氢氧化钠代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，且在加热条件下易腐蚀试管。
(3)氨气是碱性气体，不能用酸性干燥剂(浓硫酸等)干燥，也不能用无水CaCl2干燥，因为它们均能与氨气发生反应，常用碱石灰作干燥剂。
重难辨析
快速制取氨气的方法
方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置
加热 浓氨水 NH3·H2O H2O＋NH3↑
拓展延伸
浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出
浓氨水＋固体CaO NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 CaO的作用：①吸水后放热促进NH3的放出；②增加溶液中OH－的浓度，减小NH3的溶解度 1在实验室里，某学习小组设计了下列制取纯净干燥氨气的方案，简易、可行的方案是
A.加热氯化铵固体，再通过碱石灰
B.在氮气和氢气的混合气体中加入铁触媒，并加热至500 ℃，再通过碱石灰
C.加热浓氨水，再通过浓硫酸
D.在生石灰中加入浓氨水，再通过碱石灰
√
达标训练
2.下列关于铵盐的说法中正确的是
A.所有铵盐受热均可以分解，其产物中都有氨
B.所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价
C.氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应的离子方程式为NH ＋OH－
NH3↑＋H2O
D.氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离
√
解析　A项，有的铵盐受热分解产生氨(如NH4Cl)，有的铵盐受热分解最终不产生氨(如硝酸铵)；
D项，可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华。
√
4.实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是
A.①是氨气发生装置 B.②是氨气吸收装置
C.③是氨气发生装置 D.④是氨气收集、检验装置
√
解析　①中氯化铵固体受热分解生成氨气和氯化氢，而在试管口温度降低，氨气和氯化氢又重新化合成固体氯化铵，无法得到氨气；
②中漏斗没入水下起不到防倒吸的作用，应使倒置漏斗的上边缘刚好没入水中；
③氧化钙能与浓氨水中的水反应生成氢氧化钙，同时放出大量热，使浓氨水分解放出氨气；
④中的收集装置应在试管口塞一团棉花，防止因空气对流，而使氨气逸出。
2019人教版第二册
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第三课时 硝酸及酸雨防治
学习目标
1.硝酸的物理性质
纯硝酸为无色、有 气味的液体，沸点低，易 ，在空气中呈“白雾”状，质量分数为95%以上的浓硝酸称为“ 硝酸”。
刺激性
挥发
发烟
自主学习
一、硝酸的性质
一、硝酸的性质
(2)硝酸的强氧化性
(1)浓硝酸中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。浓硝酸和稀硝酸都具有很强的氧化性，且浓度越大氧化性越强，还原剂一般被其氧化为最高价态。
实验探究
2.硝酸的化学性质
(1)酸性:
在水中的电离方程式为_______________。
HNO3====H++
硝酸与铜反应如图所示，填写下表。
硝酸浓度 实验现象 实验结论
浓硝酸 反应 、铜丝 ，产生 色气体，溶液呈绿色 铜与浓硝酸反应生成 ，
化学方程式：_________________
________________________
剧烈
变细
红棕
NO2
Cu＋4HNO3(浓)===
Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
稀硝酸 反应 、铜丝 ，产生 气体，溶液呈蓝色 铜与稀硝酸反应生成 ，化学方程式：________________________
________________________
缓慢
变细
无色
NO
3Cu＋8HNO3(稀)===
3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
写出下列有关两个反应化学方程式的离子反应，并从氧化还原反应角度分析
稀硝酸与铜反应:
_____________________________________。
浓硝酸与铜反应:
___________________________________。
3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
思考交流
根据浓硝酸和稀硝酸的强氧化性书写下列反应的化学方程式：
①铁与稀硝酸(HNO3过量)： 。
②碳与浓硝酸共热生成CO2和NO2： 。
③硫与浓硝酸共热生成H2SO4和NO2： 。
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
思考交流
归纳总结
(1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO。
(2)硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。
(3)热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。
(4)硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、SO 等均能被硝酸氧化。
重难辨析
（3）硝酸的不稳定性
(1)见光或受热易分解，其化学方程式为 。
(2)长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的 溶于硝酸中；实验室常将浓硝酸保存在 试剂瓶中，并放在 处。
4HNO3
4NO2↑＋
O2↑＋2H2O
NO2
棕色
阴凉
1.某同学在实验室取出一瓶浓硝酸,发现溶液显黄色,与教材中关于硝酸的描述出现偏差。
情景思考
(1)你能帮助该同学解释一下原因吗
提示:浓硝酸不稳定,见光或受热会分解生成NO2,NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色。
(2)你能帮助该同学去除硝酸的黄色吗
提示:向浓硝酸中通入氧气(或空气),发生反应4NO2+O2+2H2O====4HNO3,消除黄色。
2.《本草纲目拾遗》记载:(硝酸)西洋人所造,性最猛,能蚀五金。王怡堂先生云:其水至强,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。
上述描述体现了硝酸的哪些性质呢
提示:酸性。
回答下列问题：
(1)如何除去浓硝酸中的“黄色”？
提示　在浓硝酸中通入足量的氧气，发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，使NO2转化为硝酸，即可除去浓硝酸中的“黄色”。
(2)足量的铜与浓硝酸反应，浓硝酸能否完全被还原？其还原产物可能是什么？
提示　浓硝酸不可能完全被还原，因生成的硝酸铜溶液中仍有NO ；在反应过程中，硝酸的浓度逐渐减小，还原产物可能是NO2和NO的混合物。
(3)将铁粉溶于稀硝酸，铁元素的存在形式可能为①________、②________、③__________________。
Fe(NO3)3
Fe(NO3)2
Fe(NO3)3和Fe(NO3)2
深度思考
(1)硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时要注意防护和通风(　　)
(2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水(　　)
(3)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性(　　)
(4)浓硝酸、稀硝酸都具有强氧化性，它们都能使铁、铝钝化(　　)
(5)王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物，其氧化性比浓硝酸强
(　　)
√
×
×
×
√
活动交流
判断正误
(1)氧化性酸和酸的氧化性
①浓硫酸、硝酸等都是氧化性酸，因为其中的 易获得电子，表现出很强的氧化性；而盐酸、稀硫酸、碳酸等的酸根部分不能或不易获得电子，是非氧化性酸。
②在水溶液中任何酸都能电离出H＋，H＋在一定条件下可获得电子，被还原为H2，从这一点来说，酸都具有氧化性，但此时H＋表现出的性质是酸性，这与氧化性酸中心元素获得电子表现出的氧化性不同。
重难辨析
(2)“三酸(浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸)变稀”问题辨析。
①浓盐酸与足量的二氧化锰反应时，浓盐酸浓度逐渐变小，变为稀盐酸时不再与二氧化锰反应。
②浓硫酸与足量的铜反应时，浓硫酸浓度逐渐变小，变为稀硫酸时不再与铜反应。
③浓硝酸与足量的铜反应时，浓硝酸浓度逐渐变小，变为稀硝酸时，还原产物发生改变，生成NO。
思维感悟
认识无机物的主要角度
思维建模
3.硝酸的用途与工业制法
(1)用途:
思考交流
(2)工业制法:
①工业流程:
②写出有关化学方程式:
N2→NH3: ____________________。
NH3→NO: _______________________。
NO→NO2: ______________。
NO2→HNO3: ____________________。
N2+3H2 2NH3
4NH3+5O2 4NO+6H2O
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
1.酸雨的概念
正常雨水的pH约为5.6，这是因为雨水中溶解了 的缘故。pH＜5.6的降水称为酸雨。
2.酸雨的形成
(1)大气中的 、 及它们反应后的生成物溶于 而形成酸雨。
二氧化碳
二氧化硫
氮氧化物
雨水
思考交流
二、酸雨及防治
(2)硫酸型酸雨的形成过程
写出图中标号所示的化学方程式：
① ；
② ；
③ ；
④ 。
SO3＋H2O===H2SO4
2H2SO3＋O2===2H2SO4
===
===
(3)硝酸型酸雨的形成过程
写出图中标号所示的化学方程式：
① ；
② 。
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3.酸雨的危害
(1)直接 农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊 。
(2)加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的 。
(3)导致地下水中重金属元素含量增加，污染水源，危害人体健康。
4.酸雨的防治
(1)消除 ，改变能源结构，开发利用清洁能源，如太阳能、风能、氢能等。
(2)对 的排放加以控制，如燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用、控制汽车尾气排放等。
(3)健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高环境保护意识。
损伤
酸化
腐蚀
污染源
酸性物质
1.现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
测试时间/h 0 1 2 3 4
雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55
(1)分析数据，回答下列问题：
①雨水样品的pH变化的原因是________________________________________
(用化学方程式表示)。
2H2SO3＋O2===2H2SO4
解析　酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致：SO2＋H2O??H2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4。
情景交流
===
===
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变___，原因是_________
_________________________________________________(用化学方程式表示)。
小
Cl2＋2H2O
＋SO2===H2SO4＋2HCl或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl
解析　雨水和自来水混合，应考虑SO2与Cl2(或H2SO3与HClO)的反应：SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl)。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。
(2)下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是____(填字母)。
①少用煤作燃料　②把工厂烟囱造高　③燃料脱硫
④在已酸化的土壤中加石灰　⑤开发新能源
A.①②③ B.②③④⑤
C.①③⑤ D.①③④⑤
解析　减少酸雨的产生需减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化)，燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源(如氢能、核能等)，都是有力措施。因此①③⑤正确。
C
2.回答下列问题
(1)我国城市环境中常见的大气污染物主要有哪些？
提示　SO2、NO2、CO、烟尘等。
(2)根据所学知识，你知道采取什么办法能解决下列问题吗？
①治理已酸化的湖泊和土壤。
提示　对于已酸化的湖泊和土壤，可以加入生石灰进行改良。
②保护暴露在大气中的建筑。
提示　对于暴露在大气中的建筑可以通过粉刷油漆进行保护。
(3)某有色金属冶炼厂排放的废气中含SO2，先用石灰浆吸收SO2，然后利用空气中的氧气将产物继续氧化成石膏(CaSO4·2H2O)。写出有关反应的两个化学方程式。
提示　SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O，
2CaSO3＋O2＋4H2O===2CaSO4·2H2O
常见的环境污染
环境污染 形成原因 主要危害
温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖，冰川融化
酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物
光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长
臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧
拓展延伸
赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用及废水的任意排放 使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华
白色污染 聚乙烯塑料的大量使用、任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境
解析　浓硝酸在见光或受热时会发生分解反应生成氧气、二氧化氮和水，A项正确；硝酸是氧化性酸，金属与硝酸反应不产生氢气，B项正确；
常温下铁和铝在浓硝酸中钝化，因此可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸，C项正确；铜与硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，不属于置换反应，D项错误。
1.下列对于硝酸的认识，不正确的是
A.浓硝酸在见光或受热时会发生分解
B.金属与硝酸反应不产生氢气
C.可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸
D.铜与硝酸的反应属于置换反应
跟踪强化
√
达标检测
2.0.3 mol铜和含1.2 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为
A.0.2 mol B.0.6 mol
C.小于0.6 mol D.大于0.6 mol
解析　因铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2小于0.6 mol。
√
3.氮及其化合物的变化关系如下所示。
解析　氮气和氧气在放电条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，氮气与氧气不能一步转化为NO2，D错误。
则下列说法不正确的是
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.上述所有反应都是氧化还原反应
D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
√
4.下列有关酸雨的说法正确的是
A.凡是呈酸性的雨水都称为酸雨 B.酸雨的形成只与SO2的排放有关
C.煤的脱硫可以在一定程度上防止酸雨的形成
D.为了不形成酸雨，应停止使用一切化石燃料
√
解析　A选项，正常雨水中由于溶解了二氧化碳，也呈酸性，pH＜5.6的降水称为酸雨；
B选项，酸雨分为硝酸型酸雨和硫酸型酸雨，硝酸型酸雨的形成与氮氧化物的排放有关；
C选项，利用石灰石等物质，使燃煤中的含硫物质最终转化为硫酸钙，达到脱硫的目的，减少SO2的排放，在一定程度上可防止酸雨的形成；
D选项，化石燃料是现代社会的主要能源，不可能一点都不使用，应推广使用脱硫技术，大力开发清洁环保的新能源，减少酸雨的形成。
5.现有以下几种措施：①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理；②少用原煤作燃料；③燃煤时鼓入足量空气；④开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
√
解析　煤及其他化石燃料中含S元素，它们燃烧产生的SO2的大量排放是形成酸雨的主要原因。对燃煤产生的尾气进行除硫，少用、不用原煤作燃料，开发清洁能源都可以减少SO2的排放，减少酸雨的产生。燃煤时鼓入足量空气只能提高煤的燃烧效率，不能减少SO2的排放。
6.某企业利用下列流程综合处理工厂排放的含有SO2的烟气，以减少其对环境造成的污染。下列有关说法正确的是
√
题述流程中各反应都没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，故C项错误；
题述流程吸收SO2，不能循环利用，故D项错误。
课堂小结