7.3 含氮化合物的合理使用 课件 (共70张PPT)

(共70张PPT)
0
专题7　氮与社会
可持续发展
第三单元　含氮化合物
的合理使用
1．掌握铵盐的性质，会设计实验探究氨气的制法、铵根离子的检验等，促进“科学探究与创新意识”核心素养的发展。2．知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事项。3．理解氮氧化物的来源和性质，认识其对人体健康、社会可持续发展可能带来的双重影响。4．能从不同视角认识含氮化合物之间转化的条件和方式。
学习理解
01
课时分层练
04
目录
CONTENTS
探究应用
02
总结提升
03
学习理解
颜色 溶解性 状态
_____色(大多数) _____溶于水 晶体
一、铵盐的性质
通常把由______离子与______离子形成的离子化合物称为铵盐。
1．物理性质
铵根
酸根
无
易
NH3↑＋HCl↑
NH3↑＋CO2↑＋H2O
实验室制备NH3
二、常见氮肥及其使用
(1)常见氮肥
低温
碱性
负电荷
流动性大
反硝化作用
中性
(NH4)2CO3
NH4HCO3
NH3
(2)合理使用氮肥
①长期使用化肥的土壤容易_______、_______。
②部分肥料随着雨水流入河流和湖泊，水中的肥料会使细菌、藻类迅速生长，并消耗水中的氧气，严重时导致水中含氧量减少，许多水生生物随之死亡、腐烂，水质下降。
酸化
板结
三、氮氧化物的无害化处理
1．氮氧化物的来源
(1)____________的燃烧。
(2)硝酸生产等产生的____________。
(3)机动车辆_______排放。
化石燃料
工业废气
尾气
2．氮氧化物的危害
(1)形成酸雨——_______溶于降水。
(2)产生光化学烟雾——_______与空气中的__________和一些____________在紫外线的照射下发生作用后，产生的一种有毒烟雾。
3．防治
使用洁净能源，减少氮氧化物的排放等；汽车安装尾气净化装置，作用原理：____________________________。
NO2
臭氧
氮氧化物
碳氢化合物
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)铵盐化学性质都很稳定。(　　)
(2)雷雨天气时空气中能生成少量的氮氧化物。(　　)
(3)实验室用氯化铵溶液和氢氧化钙溶液混合制取氨气。(　　)
(4)O2、NO、NO2都能用浓硫酸干燥，且通常情况下能共存。(　　)
(5)NO、NO2均能形成光化学烟雾。(　　)
(6)施用NH4Cl作氮肥时，与草木灰混合效果更好。(　　)
×
√
×
×
√
×
探究应用
实验室制取氨的简易装置如图所示：
[问题探究]
1．图甲中碱石灰和棉花的作用分别是什么？如何检验试管中已收集满氨？如何吸收处理实验中多余的氨？
提示：碱石灰用于干燥NH3，棉花的作用是防止NH3
与空气产生对流而使收集到的气体不纯；用湿润的红色石
蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则试管中已收集满氨；用水或稀酸吸收多余的氨，并在导管末端接一倒扣漏斗，防止倒吸。
2．图乙实验方法制取氨的原理是什么？还可用哪些物质代替NaOH固体？
提示：浓氨水滴入NaOH固体中，NaOH固体溶解使溶液的碱性增强，并放出大量的热，促使NH3·H2O分解释放出大量NH3。可用生石灰、Ca(OH)2固体、KOH固体等代替NaOH固体。
知识点一　铵盐　氨的制备
1．铵盐的检验
(1)化学原理：铵盐与浓碱反应生成氨气。
(2)检验方法
①NaOH溶液法
把NaOH溶液加到某物质的固体或溶液里，加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，就可以判断该物质是铵盐。
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，就可以判断该物质是铵盐。
棉花的作用：防止NH3与空气对流，提高NH3的纯度，浸湿后可吸收多余的氨气防止污染空气。
(3)常用碱石灰干燥氨气，不能用浓硫酸、CaCl2(因为可生成CaCl2·8NH3)干燥氨气。
(4)验满：①将湿润的红色石蕊试纸放置在试管口，若变蓝，说明已经收集满。②用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。
3．实验室制取少量NH3的简易方法
浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使一水合氨分解，且OH－浓度的增大有利于NH3放出
浓氨水＋固体CaO NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 CaO的作用：①吸水；②吸水后放热促进NH3放出；③增大溶液中的OH－浓度，减少NH3的溶解
1．检验铵盐的方法是将待检物取出少量放入试管中，然后(　　)
A．加热，将红色石蕊试纸放在试管口检验
B．加水溶解，用红色石蕊试纸检验溶液的酸碱性
C．加入碱溶液，加热，再滴入酚酞试液
D．加入苛性钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验
2．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是氨气的发生装置 B．②是氨气的吸收装置
C．③是氨气的发生装置 D．④是氨气的收集、检验装置
解析：A项，在①装置中试管口处又生成NH4Cl，无法制得NH3，错误；B项，用②装置作为NH3的吸收装置，会发生倒吸，错误；D项，利用④装置收集NH3时，应在试管口放一团棉花，防止NH3与空气发生对流，错误。
知识点二　常见的环境污染及防治
1．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，腐蚀建筑物等
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等
臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受紫外线的伤害加剧
赤潮和水华 含氮、磷等营养成分的生活污水和工、农业废水的任意排放 使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，发生在淡水中为水华
白色污染 难以降解的塑料的大量使用和任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境
3．下列有关环境问题的说法正确的是(　　)
A．煤燃烧时加入适量石灰石，可减少CO2的排放
B．臭氧的体积分数越大的空气越有利于人体健康
C．pH在5．6～7．0之间的降水通常称为酸雨
D．O3与NOx、碳氢化合物在紫外线照射下发生作用形成光化学烟雾
4．在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是(　　)
微专题　氮及其化合物的相互转化
1．氮及其化合物的转化关系
1．下列转化不能通过一步反应直接实现的是(　　)
A．N2→NO2 B．NO2→NO
C．NH3→NO D．HNO3→NO2
4．如图所示是某元素的价—类二维图。其中X是一种强碱，G为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对分子质量比C小16，各物质转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．A的水溶液显碱性
B．D为一种红棕色气体
C．B和F能发生复分解反应生成盐
D．F在一定条件下可直接与Y反应生成D
解析：D的相对分子质量比C小16，Y可能
为氧气；Z是无色液体，可能为水；X为强碱，
强碱与铵盐加热反应生成氨气(F)；氨气和氧气
发生反应生成氮气(E)；氮气与氧气反应生成一
氧化氮(D)；一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮
(C)；二氧化氮与水反应生成硝酸(B)。A项，硝酸与强碱X反应生成的A为硝酸盐，属于强酸强碱盐，溶液显中性，错误；B项，D为一氧化氮，是一种无色气体，错误；C项，B为硝酸，F为氨气，硝酸和氨气直接化合生成硝酸铵，属于化合反应，错误；D项，F为氨气，Y为氧气，氨气和氧气在一定条件下反应可以生成一氧化氮和水，正确。
5．如图所示为A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图，其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色，写出A、B、C、
D、E的化学式和各步反应的化学方程式。
(1)各物质的化学式为A.____；B.______；C.____；
D．______；E．_______。
(2)各步反应的化学方程式为
A→C：_____________________；D→C：_____________________________；
B→E：_________________________________；
E→C：_____________________________________________。
N2
NO2
NO
NH3
HNO3
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
总结提升
本课总结
自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
随堂提升
1．某同学探究氨和铵盐的性质，相关实验操作及现象描述正确的是(　　)
A．加热NH4Cl晶体制备氨气
B．将蘸有浓氨水和浓硝酸的玻璃棒靠近，观察到白烟
C．将氨水缓慢滴入AlCl3溶液中，产生红褐色沉淀
D．除去碘中混有的少量氯化铵，可采用加热的方法
解析：NH4Cl受热分解为NH3和HCl，二者遇冷又会化合生成NH4Cl，A错误；浓氨水和浓硝酸都具有挥发性，挥发出的NH3和HNO3反应生成NH4NO3固体而产生白烟，B正确；NH3·H2O与AlCl3溶液反应产生白色沉淀，C错误；碘易升华，NH4Cl受热易分解，不能用加热法除NH4Cl，D错误。
2．针对如图所示的实验室制取氨气装置，下列说法正确的是(　　)
A．发生装置与用KClO3制取O2的装置相同
B．可以用碱石灰或无水氯化钙干燥制得的氨气
C．可用单孔橡皮塞代替棉花
D．所用的铵盐不能是NH4NO3，所用的碱可以是NaOH
解析：NH3是碱性气体，可以用碱石灰干燥，但无水氯化钙可与NH3反应，不能用于干燥NH3 ，B错误；用单孔橡皮塞代替棉花，导致试管内密封，无法收集NH3，C错误；NH4NO3属于硝酸盐，不稳定受热易分解产生氮氧化物，使制取的气体不纯，NaOH易吸水结块，且可与玻璃中的SiO2反应，腐蚀实验装置，D错误。
3．水体中氨氮含量会造成水体富营养化，用次氯酸
钠除去氨氮的原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．去除过程中，每一步反应都是氧化还原反应
B．每除去1 mol NH3，转移3 mol电子
C．该过程需控制温度，温度过高时氨氮去除率会降低
D．去除过程的总反应方程式为2NH3＋3NaClO===N2＋3NaCl＋3H2O
解析：转化关系图中NaClO和水反应生成次氯酸
和氢氧化钠的反应以及盐酸和氢氧化钠的反应中，化
合价没有发生变化，不是氧化还原反应，故A错误；氮
元素化合价从－3价升高到0价，失去3个电子，每除去
1 mol NH3转移3 mol电子，故B正确；温度过高时，次
氯酸受热分解，氨氮去除率会降低，故C正确；根据箭头方向可知，NH3、NaClO是反应物，氯化钠、氮气和水是生成物，根据质量守恒和得失电子守恒写出化学方程式为2NH3＋3NaClO===N2＋3NaCl＋3H2O，故D正确。
4．化石燃料燃烧、硝酸生产等产生的工业废气处理不当及机动车辆尾气排放会使NO、NO2进入大气中，NO2在日光照射下分解成NO和O时，即开始光化学烟雾的循环，不断地产生O3，光化学烟雾通常呈现淡蓝色，其主要成分及简单形成机理如图所示。
下列说法错误的是(　　)
A．光化学烟雾有强氧化性
B．氮氧化物还可引发酸雨等污染问题
C．光化学烟雾成分中含有无机物和有机物
D．光化学烟雾呈现淡蓝色是因为含有NO2
解析：光化学烟雾中有臭氧等氧化性物质，故有强氧化性，A正确；NO2与水反应生成硝酸，故氮氧化物还可引发酸雨等污染问题，B正确；氮氧化物、O3属于无机物，一次污染物中的碳氢化合物和二次污染物中的醛、酮、过氧乙酰硝酸酯等属于有机物，C正确；NO2是红棕色气体，D错误。
5．用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)可获得Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．吸收时主要反应的化学方程式为NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O
B．将石灰乳改为澄清石灰水吸收效率将会增大
C．采用气液逆流接触有利于尾气中NO、NO2的充分吸收
D．若尾气中n(NO2)∶n(NO)<1∶1，吸收后排放的气体中NO含量升高
解析：NO和NO2可以与碱性溶液发生归中反应生成亚硝酸盐，即NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O，故A正确；澄清石灰水中Ca(OH)2的含量很小，不利于吸收NO和NO2，故B错误；采用气液逆流有利于尾气中NO、NO2与石灰乳的充分接触，从而提高吸收效率，故C正确；若尾气中n(NO2)∶n(NO)<1∶1，与碱液反应时NO过量，且NO微溶于水，也不与碱反应，吸收后排放的气体中NO含量升高，故D正确。
课时分层练
题号 1 2 3 4 5 6 7
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★
对点 氮肥及其使用 环境问题的成因 铵盐的性质 制备干燥氨气方案的评价 含铵盐混合物的分离 铵盐的性质、物质推断 制备干燥氨气的药品选择
题号 8 9 10 11 12 13
难度 ★★ ★ ★ ★★ ★★ ★★★
对点 铵盐的性质、物质推断 NH3的制备装置和试剂 含氮废水的处理 铵盐的相关计算 利用物质的性质处理含氮氧化物的废气 NH3的制备及性质探究
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．尿素[CO(NH2)2]是一种氮肥
B．储存碳酸氢铵时，应密封并置于阴凉通风处
C．铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合使用
D．氮肥溶于水，其中的氮元素均以铵根离子形式存在
[学习·理解]
2．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是(　　)
选项 氧化物 环境问题 主要来源
A CO2 破坏臭氧层 化石燃料的燃烧
B SO2 温室效应 汽车尾气的排放
C NO2 光化学烟雾 工厂废气的排放
D CO 酸雨 燃料的不完全燃烧
3．下列说法中正确的是(　　)
A．所有的铵盐受热均可以分解，产物均有NH3
B．所有的铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价
C．所有的铵盐都能与碱反应，有可能与酸反应
D．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
解析：A项，两种物质反应不生成氨气；B项，在实验室中是不能实现的；D项，不能用NH4HCO3制氨气，且P2O5不能干燥氨气。
5．用加热法可以分离的一组物质是(　　)
A．氯化铵和消石灰 B．碳酸氢铵和过氧化钠
C．氯化铵和氯化钠 D．碘和氯化铵
解析：由题意知无色的气体D为NO，则盐中要含有N元素，A、B不可能；NH4HCO3分解生成的NH3、CO2与Na2O2反应后的气体为NH3、O2，此两种气体催化氧化后可生成NO，C可能；(NH4)2SO3分解生成的NH3、SO2通过Na2O2后，SO2被吸收只剩余NH3，D不可能。
7．实验室中制备干燥的氨气所需的药品是(　　)
A．NH4Cl稀溶液、NaOH稀溶液、碱石灰
B．饱和氨水、NaOH固体、五氧化二磷固体
C．NaOH溶液、NH4Cl晶体、浓硫酸
D．NH4Cl固体、消石灰、碱石灰
解析：A项，NH3极易溶于水，不能用NH4Cl稀溶液与NaOH稀溶液混合制取NH3；B项，NH3不能用P2O5固体干燥；C项，实验室制NH3不用NH4Cl晶体与NaOH溶液反应，也不能用浓硫酸干燥NH3。
8．将NH4HCO3在试管中加热，使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠的干燥管、足量浓硫酸的洗气瓶，最后得到的气体是(　　)
A．NH3 B．O2
C．H2O D．CO2
9．图中各项是实验室制取氨的装置和选用的试剂，其中错误的是(　　)
解析：A项，氯化铵固体受热分解产生氨和氯化氢气体，但二者遇冷会重新生成氯化铵，且该过程还可能出现堵塞导管的现象。
[应用·实践]
12．氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还能形成光化学烟雾。因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。
(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式为：①NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，②2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。
在反应①中，氧化剂是_______，还原剂是______。
(2)汽车尾气中含有一氧化氮和一氧化碳，可安装催化转化器使它们发生反应生成氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式为______________________________。
(3)在一定条件下氨气亦可将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：____________________________________。
NO2
NO
13．人类的农业生产离不开氮肥，几乎所有的氮肥都以氨为原料，合成氨是人类发展史上的一项重大突破。某化学兴趣小组同
学用下图装置制取氨气并探究其性质(部分夹持装置
已略去)。
(1)若氨气的发生装置选择A，则其反应的化学
方程式为____________________________________。
(2)若要用C装置来干燥NH3，可以选用的干燥
剂为_________。
(3)上述D、E、F、G装置可用于氨气的尾气处理装置的是______。
[创新·提高]
碱石灰
EF
(4)用下图装置探究氨气与氧化铜的反应，验证氨气的性质及部分反应产物。
已知：Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。
实验结束后，若CuO全都参与反应，H处硬
质玻璃管中黑色粉末变成红色，有同学认为该红
色粉末为纯净物，该判断是否正确？_______(填
“是”或“否”)。请设计一个实验方案检验反应后的红色粉末是否为纯净物，简述实验方案：_______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
否
取适量反应后的固体粉末，加入适量稀硫酸，溶液为蓝色，说明该固体粉末为混合物，不变蓝，则为纯净物
解析：(3)装置E中氨气不直接与水接触，氨气溶于水不会造成压强差，不会产生倒吸；装置F中干燥管的容积大，能达到防倒吸的目的；装置D中倒置漏斗浸入水中会产生倒吸；装置G中进气管太长，会使倒吸入广口瓶中的水通过导气管倒吸进入反应装置中。
(4)Cu2O和Cu都是红色的，实验结束后H处硬质玻璃管中黑色粉末变成红色不能确定为纯净物。