7.3 第2课时 常见氮肥及其使用 氮氧化物的无害化处理 学案 （含答案）2023-2024学年高一化学苏教版（2020）必修第二册

7.3第2课时　常见氮肥及其使用　氮氧化物的无害化处理
【学习目标】
1.了解化肥的种类,认识化肥在生产中的应用和对生态环境的影响。
2.认识氮氧化物对生态环境的影响及防治方法。
3.通过认识硝酸型酸雨的形成、危害和防治原理,进一步增强环境保护意识,形成与自然友好相处、促进对可持续发展的正确认识,感受科学地使用化学物质的意义。
【合作探究】
任务1　常见氮肥及其使用
【新知生成】
1.铵态氮肥在使用时要注意两点:　　　　保存,深施盖土,避免　　　　;不可以跟　　　　　　　　　　混合使用。
2.适应在pH较高的石灰性土壤中生长的植物优先使用　　　　氮肥。适应在酸性土壤中生长的植物优先使用　　　　　　　　氮肥。
3.尿素是一种　　　　色晶体、　　　　性肥料,适用于各种土壤和作物。
【答案】1.低温　受热　碱性物质　2.硝态　铵态　3.白　中
【核心突破】
典例1　施用氮肥能促进作物生长,并能提高作物中蛋白质的含量。下列关于氮肥的说法错误的是(　　)。
A.氮肥主要有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素
B.储存碳酸氢铵时,应密封并置于阴凉通风处
C.尿素[CO(NH2)2]是一种有机物
D.氮肥溶于水,其中的氮元素均以铵离子形式存在
【答案】D
【解析】A项,氮肥主要有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素,正确;B项,由于碳酸氢铵在温度较高时易分解,则储存碳酸氢铵时,应密封并置于阴凉通风处,正确;C项,尿素是含碳的化合物,属于有机物,正确;D项,氮元素存在于尿素分子中,不是以铵根离子形式存在,错误。
【归纳总结】
氮肥的科学施用
(1)根据各种氮肥特性加以区别对待。碳酸氢铵和氨水易挥发损失,宜作基肥深施;硝态氮肥在土壤中移动性强、肥效快,可作旱田的良好追肥;一般水田作追肥可用铵态氮肥或尿素。
(2)要将氮肥深施。氮肥深施可以减少肥料的直接挥发、随水流失、硝化脱氮等方面的损失。深层施肥还有利于根系发育,使根系深扎,扩大营养面积。
(3)合理配施其他肥料。氮肥与有机肥配合施用对作物高产、稳产及降低成本具有重要作用。
训练1　关于氮肥的下列说法中,错误的是(　　)。
A.铵态氮肥不可与碱性物质混合使用
B.尿素是肥效最高的铵态氮肥
C.碳铵的使用应深施盖土
D.长期使用硫酸铵易导致土壤酸化板结
【答案】B
【解析】A项,铵态氮肥与碱性物质混合使用会生成氨气,使铵态氮肥的肥效降低,正确;B项,尿素的化学式是CO(NH2)2,不是铵态氮肥,错误;C项,碳铵会分解,所以使用碳铵时应深施盖土,正确;D项,硫酸铵溶液显酸性,长期使用硫酸铵易导致土壤酸化板结,正确。
任务2　氮氧化物的无害化处理
【新知生成】
一、氮氧化物的来源
主要来源于　　　　的燃烧、　　　　工业废气、机动车辆尾气排放。
二、氮氧化物的危害
1.形成硝酸型　　　　。
2.产生　　　　烟雾:NO2与O2经过复杂的反应生成O3,O3与空气中的氮氧化物和一些碳氢化合物在紫外线的照射下发生作用生成一种有毒的烟雾。
三、减少汽车尾气危害
1.以甲醇、液化气代替　　　　。
2.安装汽车尾气净化器:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(化学方程式)。
3.使用以液化天然气(LNG)或高效　　　　电池作为动力的新型环保汽车。
【答案】一、化石燃料　硝酸　二、酸雨　光化学　三、1.汽油　2.2CO+2NON2+2CO2　3.燃料
【核心突破】
典例2　汽车排放的尾气中含有NO2,NO2是城市大气的主要污染物之一,在日光照射下,NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应,从而不断产生O3,加重空气污染。反应过程为①2NO22NO+2O,②2NO+O22NO2,③O+O2O3。下列对该反应过程及产物的叙述正确的是(　　)。
A.NO2起催化作用 B.NO起催化作用
C.NO2只起氧化作用 D.O3与O2性质相同
【答案】A
【解析】由①式和②③式叠加可知,总反应的化学方程式为2O2O3+O,因此NO2为催化剂,由反应知NO为中间产物不起催化作用,NO2在反应①中化合价既升高又降低,故NO2在①的反应过程中既起氧化作用,又起还原作用,A项正确,B、C两项错误;O2和O3的性质是不同的,D项错误。
【归纳总结】
大气污染的防治措施
1.减少或防止污染物的排放
①改革能源结构,采用无污染能源(如太阳能、风能、水能)和低污染能源(如天然气、沼气、酒精)。②对燃料进行预处理(如燃料脱硫、煤的液化和气化),以减少燃烧时产生污染大气的物质。③改进燃烧装置和燃烧技术(如改革炉灶、采用沸腾炉燃烧等)以提高燃烧效率和降低有害气体排放量。④采用无污染或低污染的工业生产工艺(如不用和少用易引起污染的原料,采用闭路循环工艺等)。
2.治理排放的主要污染物
①利用各种除尘器去除烟尘和各种工业粉尘。②采用气体吸收塔处理有害气体(如用氨水、氢氧化钠、碳酸钠等碱性溶液吸收废气中二氧化硫;用碱吸收法处理排烟中的氮氧化物)。③应用其他物理的(如冷凝)、化学的(如催化转化)、物理化学的(如分子筛、活性炭吸附、膜分离)方法回收利用废气中的有用物质,或使有害气体无害化。
3.发展植物净化
在城市和工业区有计划地、有选择地扩大绿地面积是大气污染综合防治具有长效能和多功能的措施。
4.利用环境的自净能力
认识和掌握气象变化规律,充分利用大气自净能力,可以降低大气中污染物浓度,避免或减少大气污染危害。
训练2　工业综合处理含N废水和含N2、CO2、SO2、NO、CO的废气,得无毒气体的流程如图所示,下列说法不正确的是(　　)。
A.气体Ⅰ中主要含有N2、CO、NO
B.X气体可以是过量空气
C.处理含N废水时,反应的离子方程式为N+NN2↑+2H2O
D.气体Ⅱ中的CO被捕获
【答案】B
【解析】气体Ⅰ中是不与石灰乳反应的N2、CO、NO,A项正确;X气体可为空气,但不能过量,否则得到硝酸钠,B项错误;处理含N废水时,发生氧化还原反应,由得失电子守恒、电荷守恒可知发生反应的离子方程式为N+NN2↑+2H2O,C项正确;气体Ⅱ含有CO、N2,捕获剂捕获后得无污染气体为N2,捕获剂所捕获的气体主要是CO,D项正确。
【课堂小结】
【随堂检测】
1.下列化肥属于氮肥的是(　　)。
A.氯化钾 B.尿素
C.磷矿粉 D.硫酸钾
【答案】B
2.下列环境问题与产生的主要原因不相符的是(　　)。
①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的
②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的
③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的
A.只有①② B.只有②③
C.全部 D.只有②
【答案】D
【解析】“酸雨”主要是由空气中SO2或NOx的浓度增大引起的。
3.将某化肥样品与熟石灰混合,可闻到强烈刺激性气味。这表明该化肥样品中含有(　　)。
A.K+ B.N C.N D.S
【答案】C
【解析】铵盐均可以和强碱反应生成具有刺激性气味的气体氨气。
4.当前,汽车尾气已成为许多城市空气的主要污染源。研究表明,含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物,其原理如下:
下列关于该消除过程的叙述不正确的是(　　)。
A.部分光能转变为化学能
B.消除总变化为NOx、O2+H2O反应生成HNO3
C.消除反应能全天候发生
D.使用纳米TiO2的消除效率更高
【答案】C
【解析】在TiO2的催化作用下,部分光能(紫外线)转变为化学能,A项正确;由题图分析可知,在TiO2的催化作用下发生反应:NOx+O2+H2O→HNO3,B项正确;没有紫外线时上述反应不能发生,C项错误;纳米TiO2与紫外线接触面积更大,将产生更多的光生电子和光生空穴,从而消除更多的NOx,D项正确。
5.废水中氨氮(NH3、N)采用微生物脱氮法、化学沉淀法均可除去,具体原理如下:
①微生物脱氮法:NNN2。
②化学沉淀法:向废水中加入含MgCl2、Na3PO4的溶液,生成MgNH4PO4·6H2O沉淀从而去除氨氮。
下列有关说法正确的是(　　)。
A.该废水直接大量排入河流,对水体的影响不大
B.微生物脱氮时可在高温下进行,以加快脱氮的速率
C.步骤a发生反应:N+2O2N+H2O+2H+
D.化学沉淀法脱氮时,氨氮的去除率随着溶液碱性的增强而上升
【答案】C
【解析】该废水直接大量排放,会使水中藻类植物大量繁殖,造成水体污染,A项错误;高温下微生物蛋白质发生变性,B项错误;步骤a中铵根离子被氧化,发生反应的离子方程为N+2O2N+H2O+2H+,C项正确;溶液的碱性过强,镁离子转化为氢氧化镁沉淀,则氨氮的去除率将下降,D项错误。
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