新教材适用2023-2024学年高中化学专题7氮与社会可持续发展第3单元含氮化合物的合理使用课件苏教版必修第二册

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自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课堂小结课标定位素养阐释1.能说出铵盐的性质,以此为基础能说出氨气的实验室制法及铵盐的检验方法,培养学以致用的理念。2.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。3.能说出含氮化合物对环境的危害,学会辩证看待问题,能说出预防和控制氮氧化物污染的措施,增强环保意识,培养科学的态度与社会责任感。

自主预习·新知导学一、铵盐的性质1.铵根离子()与酸根离子形成的离子化合物称为铵盐。2.铵盐多为无色、易溶于水的晶体。3.化学性质。(1)不稳定性。【自主思考1】

能加热NH4Cl制取NH3吗?提示:NH4Cl分解产生的NH3和HCl遇冷会再次化合为NH4Cl,不能用于制取NH3。(2)与碱反应。

【自主思考2】

有两瓶失去标签的溶液,分别是NH4Cl溶液和NaCl溶液,如何区分?提示:取其中一种待测液放入试管中,向其中滴加浓NaOH溶液,加热试管,将湿润的红色石蕊试纸置于管口,若试纸变蓝则证明该溶液为NH4Cl溶液,否则为NaCl溶液。二、常见氮肥及其使用1.常见氮肥。【自主思考3】

为什么适应在pH较高的石灰性土壤中生长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优先使用铵态氮肥?提示:碱性条件下,铵根离子会转化为氨气,导致氮肥损失;酸性条件下,硝酸根离子更容易被还原,导致氮肥损失并造成环境污染。2.化肥使用不当带来的环境问题。(1)带来的环境问题。①长期使用化肥的土壤,容易酸化、板结。②雨水冲刷,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,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。(2)解决办法。①开发更多绿色的化肥。②更科学、合理地使用化肥。③修复被污染土壤。三、氮氧化物的无害化处理1.氮氧化物带来的危害有形成酸雨;破坏臭氧层;形成光化学烟雾,危害人体健康及植物生长。2.氮氧化物污染的预防和控制。(1)安装汽车尾气净化器。尾气通过净化装置(含钯等金属元素催化剂),NO、CO会转化为无害气体,反应的化学方程式为2CO+2NO2CO2+N2。(2)使用以液化天然气(LNG)或高效燃料电池作为动力的新型环保汽车。【自主思考4】

空气质量报告为什么特别关注空气中二氧化氮的含量?提示:二氧化氮不但会形成酸雨,还能破坏臭氧层。另外,氮氧化物是形成光化学烟雾的一个重要原因。光化学烟雾具有特殊气味,刺激眼睛,伤害植物,并使大气能见度降低。【效果自测】

1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)氨气与氯化氢气体相遇会形成白烟。(

)(2)多数铵盐易溶于水,可用作氮肥,贮存时要密封包装且放于阴凉处。(

)(3)NH4HCO3与足量NaOH溶液共热时,发生反应的离子方程式为+OH-NH3↑+H2O。(

)(4)将氨气转化为固态铵盐,这属于人工固氮。(

)√√××(5)检验

时,往试样中加入NaOH溶液,微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体。(

)(6)用碱石灰固体或NaOH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,在旱地分次施用,肥效快而明显,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,也适宜于旱地施用,但施用于土壤表面或碱性土壤,损失较大。(

)(9)空气质量日报报道的大气污染物是CO2、SO2、氮氧化物、固体悬浮颗粒。(

)√×2.下列说法不正确的是(

)。A.铵盐多为无色、易溶于水的晶体,受热易分解B.铵态氮肥与碱性肥料混合施用,有利于提高肥效C.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净的NH3答案:B解析:

铵态氮肥与碱性肥料混合施用,生成的氨气逸出,使肥效降低。

合作探究·释疑解惑探究任务1探究任务2探究任务1铵盐的性质及其应用问题引领实验室里常用的制取氨的简易装置如图所示。图1图21.写出图1中制取氨的化学方程式。碱石灰和棉花的作用分别是什么?提示:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑。碱石灰用于干燥NH3;棉花的作用是防止NH3与空气形成对流而使收集到的氨不纯净。2.图1中,如何检验试管中氨已收集满?如何吸收处理实验中多余的氨?提示:将湿润的红色石蕊试纸放在管口,若试纸变蓝,则说明试管中氨已收集满;用水或稀酸吸收多余的氨,并在导管末端接一倒扣的漏斗,防止倒吸。3.用图2中的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:将浓氨水滴入NaOH固体中,NaOH溶解使溶液的碱性增强,并放出大量的热,促使NH3·H2O分解释放出大量的NH3。可用生石灰、碱石灰等代替NaOH固体。归纳提升1.铵盐的化学性质。(1)受热易分解。大多数铵盐受热易分解生成氨气,但一般会同时有其他气体生成,所以实验室不能用加热铵盐的方法制取氨气,少数铵盐受热时会发生氧化还原反应,无氨气放出。(2)易与碱反应。铵盐与碱共热都能产生NH3。实验室常用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木灰等混合施用,否则会降低肥效。2.铵盐的检验(即

的检验)。(1)固体。(2)液体:可取少量液体注入试管中,再加入浓的NaOH溶液,微热,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。(1)反应原理和气体发生装置。(2)气体的收集、检验及干燥。①收集:向下排空气法。②检验:a.湿润的红色石蕊试纸;b.蘸有浓盐酸的玻璃棒。③干燥:碱石灰。(3)多余气体的吸收。用稀硫酸浸湿的棉花堵在管口或用如图装置吸收。(4)应注意的问题。①用试管收集氨气,应在试管口塞上一团疏松的棉花,防止NH3与空气对流。②不能用浓硫酸、P2O5干燥NH3,也不能用无水CaCl2干燥,因为CaCl2+8NH3══CaCl2·8NH3。③不能用NH4NO3代替NH4Cl,因为NH4NO3加热可能发生爆炸,也不能用NH4HCO3或(NH4)2CO3代替NH4Cl,因为它们分解还产生CO2。④不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)2,因为NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3,且NaOH、KOH在高温下易腐蚀试管。典型例题【例题1】

实验室制取氨、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是(

)。A.用装置甲制取氨B.用装置乙收集氨时气体应该从b口进a口出C.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,进行尾气处理答案:C解析:A项,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;B项,氨气密度比空气小,应用向下排空气法收集,用乙装置收集NH3时,从a口进b口出;C项,该装置可用于验证氨气具有还原性;D项,氨极易溶于水,导管直接插入水溶液中易发生倒吸。【变式训练1】

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:①用固体氢氧化钙与氯化铵共热;②在常温下将浓氨水滴加到氢氧化钠固体上。(1)下面的制取装置示意图中,方法①应选用装置

(填“A”或“B”,下同),方法②应选用装置

。

(2)在制取后,如果要干燥氨,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(3)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是

。

答案:(1)A

B(2)B(3)将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口处,若试纸变蓝,说明气体已收集满解析:A装置适用于固体与固体加热制气体,B装置适用于液体与固体(或液体)不加热制气体。NH3为碱性气体,只能用碱性干燥剂。检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。探究任务2氮氧化物对环境的影响问题引领酸雨对环境危害巨大,下图是酸雨形成示意图。1.酸雨的产生主要与什么物质有关?提示:SO2和NOx等。2.NOx对大气的危害有哪些?提示:形成硝酸型酸雨、形成光化学烟雾、破坏臭氧层等。归纳提升1.氮氧化物对环境的影响。(1)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,二氧化氮与水反应生成硝酸。N2+O22NO,2NO+O2══2NO2,3NO2+H2O══2HNO3+NO。(2)光化学烟雾的形成。①汽车尾气排放的NO被空气中的氧气氧化为NO2:2NO+O2══2NO2。②在日光照射下,NO2与O2经过复杂的反应生成臭氧。③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,人们称它为光化学烟雾。(3)氮氧化物对臭氧层的破坏。臭氧层主要分布在距地面20~25km的大气层中,臭氧能吸收紫外线,防止地球上的生物受到伤害。飞机尾气中的氮氧化物(NO和NO2)对臭氧层(含O3和O)破坏的反应简单表示为:O3+NO══O2+NO2,O+NO2══NO+O2。在低空,氮氧化物是空气中氧气转化为臭氧的催化剂,造成臭氧污染;而在高空,氮氧化物是臭氧转化为氧气的催化剂,破坏臭氧层。2.氮氧化物的预防和吸收。(1)使用清洁能源,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。①碱液吸收法:用碱溶液吸收氮氧化物生成硝酸盐和亚硝酸盐。2NO2+2NaOH══NaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH══2NaNO2+H2O。②催化还原法:用甲烷、氨气、氢气等还原剂将其还原成无毒的氮气。典型例题