1、专题专题7氮与社会氮与社会可持续发展可持续发展第三单元含氮化合物的合理使用第三单元含氮化合物的合理使用自主自主预习预习新知新知导学导学合作探究合作探究释疑释疑解惑解惑课课 堂堂 小小 结结课标定位课标定位素养阐释素养阐释1.能说出铵盐的性质能说出铵盐的性质,以此为基础能说出氨气的以此为基础能说出氨气的实验室制法及铵盐的检验方法实验室制法及铵盐的检验方法,培养学以致用的培养学以致用的理念。理念。2.能说出几种常见的氮肥以及其他化学肥料为能说出几种常见的氮肥以及其他化学肥料为粮食增产作出的重要贡献。粮食增产作出的重要贡献。3.能说出含氮化合物对环境的危害能说出含氮化合物对环境的危害,学会辩证看学会
2、辩证看待问题待问题,能说出预防和控制氮氧化物污染的措施能说出预防和控制氮氧化物污染的措施,增强环保意识增强环保意识,培养科学的态度与社会责任感。培养科学的态度与社会责任感。一、铵盐的性质一、铵盐的性质1.铵根离子铵根离子( )与酸根离子形成的离子化合物称为铵盐。与酸根离子形成的离子化合物称为铵盐。2.铵盐多为无色、铵盐多为无色、易溶易溶于水的晶体。于水的晶体。3.化学性质。化学性质。(1)不稳定性。不稳定性。(2)与碱反应与碱反应。 【自主思考【自主思考1】 能加热能加热NH4Cl制取制取NH3吗吗?提示提示:NH4Cl分解产生的分解产生的NH3和和HCl遇冷会再次化合为遇冷会再次化合为NH4
3、Cl,不能用于制取不能用于制取NH3。【自主思考【自主思考2】 有两瓶失去标签的溶液有两瓶失去标签的溶液,分别是分别是NH4Cl溶液溶液和和NaCl溶液溶液,如何区分如何区分?提示提示:取其中一种待测液放入试管中取其中一种待测液放入试管中,向其中滴加浓向其中滴加浓NaOH溶溶液液,加热试管加热试管,将湿润的红色石蕊试纸置于管口将湿润的红色石蕊试纸置于管口,若试纸变蓝则若试纸变蓝则证明该溶液为证明该溶液为NH4Cl溶液溶液,否则为否则为NaCl溶液。溶液。二、常见氮肥及其使用二、常见氮肥及其使用1.常见氮肥。常见氮肥。【自主思考【自主思考3】 为什么适应在为什么适应在pH较高的石灰性土壤中生长较
4、高的石灰性土壤中生长的植物优先使用硝态氮肥的植物优先使用硝态氮肥,而适应在酸性土壤中生长的植物而适应在酸性土壤中生长的植物优先使用铵态氮肥优先使用铵态氮肥?提示提示:碱性条件下碱性条件下,铵根离子会转化为氨气铵根离子会转化为氨气,导致氮肥损失导致氮肥损失;酸酸性条件下性条件下,硝酸根离子更容易被还原硝酸根离子更容易被还原,导致氮肥损失并造成环导致氮肥损失并造成环境污染。境污染。2.化肥使用不当带来的环境问题。化肥使用不当带来的环境问题。(1)带来的环境问题。带来的环境问题。长期使用化肥的土壤长期使用化肥的土壤,容易容易酸化酸化、板结。、板结。雨水冲刷雨水冲刷,使肥料进入溪水、河水和湖泊。水中的
5、肥料会使肥料进入溪水、河水和湖泊。水中的肥料会使细菌和藻类迅速生长使细菌和藻类迅速生长,并消耗水中的氧气并消耗水中的氧气,严重时导致水中严重时导致水中含氧量减少含氧量减少,许多水生生物随之死亡、腐烂许多水生生物随之死亡、腐烂,水质下降。水质下降。(2)解决办法。解决办法。开发更多开发更多绿色绿色的化肥。的化肥。更科学、合理地使用化肥。更科学、合理地使用化肥。修复被污染土壤。修复被污染土壤。三、氮氧化物的无害化处理三、氮氧化物的无害化处理1.氮氧化物带来的危害有形成氮氧化物带来的危害有形成酸酸雨雨;破坏臭氧层破坏臭氧层;形成形成光化光化学学烟雾烟雾,危害人体健康及植物生长。危害人体健康及植物生长
6、。2.氮氧化物污染的预防和控制。氮氧化物污染的预防和控制。(1)用用甲醇甲醇、液化气液化气等清洁能源代替汽油。等清洁能源代替汽油。(2)安装汽车尾气净化器。安装汽车尾气净化器。尾气通过净化装置尾气通过净化装置(含钯等金属元素催化剂含钯等金属元素催化剂),NO、CO会转会转化为无害气体化为无害气体,反应的化学方程式为反应的化学方程式为2CO+2NO 2CO2+N2。(3)使用以液化天然气使用以液化天然气(LNG)或高效或高效燃料燃料电池作为动力的新电池作为动力的新型环保汽车。型环保汽车。【自主思考【自主思考4】 空气质量报告为什么特别关注空气中二氧空气质量报告为什么特别关注空气中二氧化氮的含量化
7、氮的含量?提示提示:二氧化氮不但会形成酸雨二氧化氮不但会形成酸雨,还能破坏臭氧层。另外还能破坏臭氧层。另外,氮氮氧化物是形成光化学烟雾的一个重要原因。光化学烟雾具有氧化物是形成光化学烟雾的一个重要原因。光化学烟雾具有特殊气味特殊气味,刺激眼睛刺激眼睛,伤害植物伤害植物,并使大气能见度降低。并使大气能见度降低。【效果自测】【效果自测】 1.判断正误判断正误,正确的画正确的画“ ”,错误的画错误的画“”。(1)氨气与氯化氢气体相遇会形成白烟。氨气与氯化氢气体相遇会形成白烟。()(2)多数铵盐易溶于水多数铵盐易溶于水,可用作氮肥可用作氮肥,贮存时要密封包装且放贮存时要密封包装且放于阴凉处。于阴凉处。
8、()(3)NH4HCO3与足量与足量NaOH溶液共热时溶液共热时,发生反应的离子方发生反应的离子方程式程式为为 +OH- NH3+H2O。()(4)将氨气转化为固态铵盐将氨气转化为固态铵盐,这属于人工固氮。这属于人工固氮。() (5)检验检验 时时,往试样中加入往试样中加入NaOH溶液溶液,微热微热,用湿润的蓝用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体。色石蕊试纸检验逸出的气体。()(6)用碱石灰固体或用碱石灰固体或NaOH固体均可干燥氨气。固体均可干燥氨气。()(7)硝态氮肥适宜于气候比较冷凉的地区和季节硝态氮肥适宜于气候比较冷凉的地区和季节,在旱地分在旱地分次施用次施用,肥效快而明显肥效快而明显,
9、但不宜在高温、多雨的水田地区施用。但不宜在高温、多雨的水田地区施用。() (8)铵态氮肥适宜于水田铵态氮肥适宜于水田,也适宜于旱地施用也适宜于旱地施用,但施用于土壤但施用于土壤表面或碱性土壤表面或碱性土壤,损失较大。损失较大。()(9)空气质量日报报道的大气污染物是空气质量日报报道的大气污染物是CO2、SO2、氮氧化、氮氧化物、固体悬浮颗粒。物、固体悬浮颗粒。() 2.下列说法不正确的是下列说法不正确的是()。A.铵盐多为无色、易溶于水的晶体铵盐多为无色、易溶于水的晶体,受热易分解受热易分解B.铵态氮肥与碱性肥料混合施用铵态氮肥与碱性肥料混合施用,有利于提高肥效有利于提高肥效C.凡是铵盐都能与
10、苛性钠共热产生凡是铵盐都能与苛性钠共热产生NH3D.碳酸氢铵受热分解产生的气体经碱石灰干燥后可得到纯碳酸氢铵受热分解产生的气体经碱石灰干燥后可得到纯净的净的NH3答案答案:B解析解析: 铵态氮肥与碱性肥料混合施用铵态氮肥与碱性肥料混合施用,生成的氨气逸出生成的氨气逸出,使肥使肥效降低。效降低。探究任务探究任务1 铵盐铵盐的性质及其的性质及其应用应用问题引领问题引领下图为实验室制氨气的反应装置。下图为实验室制氨气的反应装置。1.实验室通常用实验室通常用NH4Cl固体和固体和Ca(OH)2固体共热制固体共热制NH3,写写出其反应的化学方程式。出其反应的化学方程式。提示提示:2NH4Cl+Ca(OH
11、)2 CaCl2+2NH3+2H2O。2.NH3一般用什么干燥一般用什么干燥?提示提示:碱石灰。碱石灰。3.棉花的作用是什么棉花的作用是什么?提示提示:试管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球可以吸收多试管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球可以吸收多余的氨气余的氨气,以避免污染空气以避免污染空气;还可以防止气体对流。还可以防止气体对流。归纳提升归纳提升1.铵盐的性质。铵盐的性质。(1)铵盐多为无色、易溶于水的晶体。铵盐多为无色、易溶于水的晶体。(2)受热易分解。大多数铵盐受热易分解生成氨气受热易分解。大多数铵盐受热易分解生成氨气,但一般但一般会同时有其他气体生成会同时有其他气体生成,所以实验室不能用
12、加热铵盐的方法所以实验室不能用加热铵盐的方法制取氨气制取氨气,少数铵盐受热时会发生氧化还原反应少数铵盐受热时会发生氧化还原反应,无氨气放出。无氨气放出。(3)易与碱反应。铵盐与碱共热都能产生易与碱反应。铵盐与碱共热都能产生NH3。实验室常用。实验室常用铵盐与碱共热反应制取氨气铵盐与碱共热反应制取氨气,铵态氮肥不能与碱性物质如草铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合施用木灰等混合施用,否则会降低肥效。否则会降低肥效。2.铵盐的检验铵盐的检验(即即 的的检验检验)。(1)固体。固体。(2)液体液体:可取少量液体注入试管中可取少量液体注入试管中,再加入浓的再加入浓的NaOH溶液溶液,微热微热,然后用湿
13、润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒检验。然后用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒检验。3.氨气的实验室制法。氨气的实验室制法。(1)反应原理和气体发生装置。反应原理和气体发生装置。实验室实验室不能用加热不能用加热NH4Cl的方法制取的方法制取NH3,因因为生成的为生成的NH3和和HCl遇冷会重新结合成遇冷会重新结合成NH4Cl,无法得到无法得到NH3。(2)气体的收集、检验及干燥。气体的收集、检验及干燥。收集收集:向下排空气法。向下排空气法。检验检验:a.湿润的红色石蕊试纸湿润的红色石蕊试纸;b.蘸有浓盐酸的玻璃棒。蘸有浓盐酸的玻璃棒。干燥干燥:碱石灰。碱石灰。(3)多余气体的吸收。多余
14、气体的吸收。用稀硫酸浸湿的棉花堵在管口或用如图装置吸收。用稀硫酸浸湿的棉花堵在管口或用如图装置吸收。(4)应注意的问题。应注意的问题。用试管收集氨气用试管收集氨气,应在试管口塞上一团疏松的棉花应在试管口塞上一团疏松的棉花,防止防止NH3与空气对流。与空气对流。不能用浓硫酸、不能用浓硫酸、P2O5干燥干燥NH3,也不能用无水也不能用无水CaCl2干燥干燥,因为因为CaCl2+8NH3CaCl28NH3。不用不用NH4NO3代替代替NH4Cl,因为因为NH4NO3加热可能发生爆炸加热可能发生爆炸,也也不能用不能用NH4HCO3或或(NH4)2CO3代替代替NH4Cl,因为它们分解还产生因为它们分解
15、还产生CO2;不能用不能用NaOH、KOH代替代替Ca(OH)2,因为因为NaOH、KOH具有具有吸湿性吸湿性,易结块易结块,不利于产生不利于产生NH3,且且NaOH、KOH在高温下易腐蚀在高温下易腐蚀试管。试管。氨水氨水作反应物写成作反应物写成NH3H2O;作生成物作生成物,若有加若有加热条件或浓度大时热条件或浓度大时,可写成可写成NH3(标标)+H2O;若是稀溶液且不加若是稀溶液且不加热时热时,可写成可写成NH3H2O。典型例题典型例题【例题【例题1】 实验室制取氨、收集实验室制取氨、收集、验证验证其还原性并进行尾气处理其还原性并进行尾气处理的装的装置置和原理能达到实验目的的是和原理能达到
16、实验目的的是()。A.用装置甲制取氨用装置甲制取氨B.用装置乙收集氨时气体应该从用装置乙收集氨时气体应该从b口口进进a口出口出C.装置丙可用于验证氨气具有还原性装置丙可用于验证氨气具有还原性D.可以用装置丁吸收氨可以用装置丁吸收氨,进行尾气处理进行尾气处理答案答案:C解析解析:A项项,装置中的氯化铵固体分解生成的氨和氯化氢气体装置中的氯化铵固体分解生成的氨和氯化氢气体,在试管口处重新反应生成固体氯化铵在试管口处重新反应生成固体氯化铵;B项项,氨气密度比空气氨气密度比空气小小,应用向下排空气法收集应用向下排空气法收集,用乙装置收集用乙装置收集NH3时时,从从a口进口进b口口出出,错误错误;C项项
17、,该装置可用于验证氨气具有还原性该装置可用于验证氨气具有还原性;D项项,氨极易氨极易溶于水溶于水,导管直接插入水溶液中易发生倒吸。导管直接插入水溶液中易发生倒吸。【变式训练【变式训练1】 氨是化学实验室常需制取的气体。实验室氨是化学实验室常需制取的气体。实验室制取氨通常有两种方法制取氨通常有两种方法:用固体氢氧化钙与氯化铵共热用固体氢氧化钙与氯化铵共热;在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水反应。在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水反应。(1)下面的制取装置图中下面的制取装置图中,方法方法应选应选用用装置装置(填填“A”或或“B”,下同下同),方法方法应选用装置应选用装置。 (2)在制取后在制取后,如果要干
18、燥氨如果要干燥氨,应选用的干燥剂是应选用的干燥剂是(填字母填字母)。A.浓浓硫酸硫酸B.固体氢固体氢氧化钠氧化钠 C.五氧化二磷五氧化二磷(3)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是 。 答案答案:(1)AB(2)B(3)将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口处将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口处,如试纸变蓝如试纸变蓝,说说明气体已收集满明气体已收集满解析解析:A装置适用于固体与固体加热制气体装置适用于固体与固体加热制气体,B装置适用于液装置适用于液体与固体体与固体(或液体或液体)不加热制气体。不加热制气体。NH3为碱性气体为碱性气体,只能用碱只能用碱性干燥剂。检验性干燥
19、剂。检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。一般用湿润的红色石蕊试纸。探究任务探究任务2 氮氮氧化物对环境的氧化物对环境的影响影响问题引领问题引领1.酸雨的产生主要与什么物质有关酸雨的产生主要与什么物质有关?提示提示:SO2和和NOx等。等。2.NOx对大气的危害有哪些对大气的危害有哪些?提示提示:形成硝酸型酸雨、形成光化学烟雾、破坏臭氧层等。形成硝酸型酸雨、形成光化学烟雾、破坏臭氧层等。归纳提升归纳提升1.氮氧化物对环境的影响。氮氧化物对环境的影响。(1)硝酸型酸雨的形成。硝酸型酸雨的形成。硝酸型酸雨主要是人类活动产生的二氧化氮和一氧化氮硝酸型酸雨主要是人类活动产生的二氧化氮和一氧化氮在空气中形
20、成硝酸而产生的。一氧化氮在空气中很不稳定在空气中形成硝酸而产生的。一氧化氮在空气中很不稳定,易被空气中的氧气氧化生成二氧化氮易被空气中的氧气氧化生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生二氧化氮与水反应生成硝酸。成硝酸。N2+O2 2NO,2NO+O22NO2,3NO2+H2O 2HNO3+NO。虽然雨水中的硝酸渗入土壤后虽然雨水中的硝酸渗入土壤后,被植物的根系吸收转化为被植物的根系吸收转化为植物生长所需的养料植物生长所需的养料,但雨水中的硝酸也是形成酸雨的主要但雨水中的硝酸也是形成酸雨的主要物质物质,会对环境造成很大的危害。会对环境造成很大的危害。(2)光化学烟雾的形成。光化学烟雾的形成。汽车尾气排放
21、的汽车尾气排放的NO被空气中的氧气氧化为被空气中的氧气氧化为NO2: 2NO+O22NO2。在日光照射下在日光照射下,NO2与与O2经过复杂的反应生成臭氧。经过复杂的反应生成臭氧。臭氧与空气中的氮氧化物和一些碳氢化合物发生作用后臭氧与空气中的氮氧化物和一些碳氢化合物发生作用后,产生了一种有毒的烟雾产生了一种有毒的烟雾,人们称它为光化学烟雾。人们称它为光化学烟雾。(3)氮氧化物对臭氧层的破坏。氮氧化物对臭氧层的破坏。臭氧层主要分布在距地面臭氧层主要分布在距地面2025 km的大气层中的大气层中,臭氧能吸臭氧能吸收紫外线收紫外线,防止地球上的生物受到伤害。飞机尾气中的氮氧防止地球上的生物受到伤害。
22、飞机尾气中的氮氧化物化物(NO和和NO2)对臭氧层对臭氧层(含含O3和和O)破坏的反应简单表示破坏的反应简单表示为为:O3+NOO2+NO2,O+NO2NO+O2。在低空在低空,氮氧化物是空气中氧气转化为臭氧的催化剂氮氧化物是空气中氧气转化为臭氧的催化剂,造成造成臭氧污染臭氧污染;而在高空而在高空,氮氧化物是臭氧转化为氧气的催化剂氮氧化物是臭氧转化为氧气的催化剂,破破坏臭氧层。坏臭氧层。2.氮氧化物的预防和吸收。氮氧化物的预防和吸收。(1)使用清洁能源使用清洁能源,减少氮氧化物的排放。减少氮氧化物的排放。(3)对生产化肥、硝酸工厂的废气进行处理。对生产化肥、硝酸工厂的废气进行处理。碱液吸收法碱
23、液吸收法:用碱溶液吸收氮氧化物生成硝酸盐和亚硝酸用碱溶液吸收氮氧化物生成硝酸盐和亚硝酸盐。盐。2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O。催化还原法催化还原法:用甲烷、氨气、氢气等还原剂将其还原成无用甲烷、氨气、氢气等还原剂将其还原成无毒的氮气。毒的氮气。典型例题典型例题【例题【例题2】 以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要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来源对应正确的是()。答案答案:C解析解析:A项项,CO2主要引起温室效应主要引起温室效应;B项项,SO2主要引起酸雨主要引起酸雨;D项项,CO与酸雨无关。与酸雨无关。常见常见环境污染环境污染类型类型 【变式训练【变式训练2】 在汽车尾气净化器里在汽车尾气净化器里,气体在催化剂表面吸气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是()。A.NO2是该过程的中间产物是该过程的中间产物B.汽车尾气的主要污染成分包括汽车尾气的主要污染成分包括CO和和NOC.NO与与O2必须在催化剂表面才能反应必须在催化剂表面才能反应答案答案:C
