苏教版高中化学必修第二册专题7氮与社会可持续发展第三单元含氮化合物的合理使用课件

必修二

苏教版高中化学1|铵盐的性质知识点第三单元含氮化合物的合理使用必备知识清单破

1.化学性质

2.铵盐(N

)的检验

特别提醒

检验N

的实验操作中需注意:浓NaOH溶液、加热情况下,有NH3生成;如果用稀NaOH溶液且不加热情况下不能放出NH3,而是生成NH3·H2O。3.氨气的实验室制法(详见定点1)

(1)硝态氮肥易溶于水,N

不易被以带负电荷为主的土壤胶粒所吸附,在潮湿的土壤中流动性大。在土壤湿度大的情况下,N

经微生物作用可还原成气体(NO、N2O、N2)逸出,造成肥效降低。2|常见氮肥及其使用知识点(2)铵态氮肥的保存与使用:①密封低温保存,深施盖土,避免受热。②不可以跟碱性物质(如草

木灰等)混合使用。

3|氮氧化物的无害化处理(详见定点2)知识点知识辨析1.NH4HCO3受热易分解,因此可用作氮肥。这种说法对吗?2.铵盐受热分解都能放出氨气。这种说法对吗?3.干燥氨气的碱石灰能用无水CaCl2代替。这种说法对吗?4.实验室可以加热NaOH固体和NH4Cl固体制NH3。这种说法对吗?5.适宜在pH较高的石灰性土壤中生长的植物优先使用铵态氮肥。这种说法对吗?6.汽车尾气中的CO、NO等都是汽油不完全燃烧的产物。这种说法对吗?一语破的1.不对。NH4HCO3受热易分解,不是其可用作氮肥的原因。2.不对。有的铵盐受热分解不能放出氨气。3.不对。CaCl2能和NH3反应,无水CaCl2不能用于干燥NH3。4.不对。NaOH易吸水潮解,易结块,不利于NH3逸出,在加热条件下还会腐蚀试管。5.不对。铵态氮肥在碱性环境中发生反应生成NH3·H2O,NH3·H2O易分解生成NH3,降低肥效。6.不对。NO主要是N2和O2在内燃机气缸内发生反应产生的。1|实验室制备氨气的几种方法定点关键能力定点破

1.氨气的实验室制法(1)原理:2NH4Cl+Ca(OH)2

CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)装置

①发生装置:固体+固体

气体,与实验室加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制取氧气的发生装置相同。②净化装置:通常用碱石灰干燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸或无水氯化钙干燥氨气。

(3)收集方法:向下排空气法,试管口塞一团疏松的棉花,目的是防止氨气与空气形成对流,以收

集到较纯净的氨气。(4)验满方法①方法一:将湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近,若变蓝,说明已经收集满。②方法二: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。多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水浸湿的棉花)以避免污染空气。在吸收时

要防止倒吸,常采用的装置有:

(5)尾气处理2.实验室快速制氨气的方法(1)加热浓氨水法:NH3·H2O不稳定,受热易分解生成NH3:NH3·H2O

NH3↑+H2O,故可直接加热浓氨水制备NH3。(2)浓氨水+NaOH固体(或生石灰)法NaOH固体溶于水放出大量的热,会促使一水合氨分解,而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2,同时放热,也会促使一水合氨分解,故可在常温下向NaOH固

体或生石灰中滴加浓氨水来制备NH3。(3)反应装置图

典例实验室用如图所示装置制氨气并验证氨气的某些化学性质,能达到实验目的的是

(

)

A.用装置甲作氨气的发生装置B.用装置乙除去氨气中的水蒸气C.用装置丙验证氨气具有还原性D.用装置丁吸收尾气思路点拨

常见实验室制备氨气的装置有两种:一种是固+固(加热)装置,NH4Cl与Ca(OH)2混

合共热制备氨气;一种是固+液(不加热)装置,通常向生石灰或NaOH固体中滴加浓氨水制备

氨气。解析

实验室若采用装置甲作氨气的发生装置,分液漏斗中盛装浓氨水,圆底烧瓶中盛放氢

氧化钠固体或生石灰,图示药品使用不正确,A错误;氨气与浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥氨

气,B错误;装置丙中发生反应:2NH3+3CuO

N2+3Cu+3H2O,可以验证氨气具有还原性,C正确;装置丁中氨气通过导管与水直接接触,不能起防倒吸的作用,D错误。

1.氮氧化物对环境的影响(1)硝酸型酸雨的形成①在放电条件下,空气中的氮气能与氧气发生反应,生成一氧化氮,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,二氧化氮跟水反应生成硝酸。N2+O2

2NO2NO+O2

2NO23NO2+H2O

2HNO3+NO②氮氧化物及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。(2)光化学烟雾的形成①汽车尾气及工业废气排放的NO被空气中的氧气氧化为NO2:2NO+O2

2NO2。2|氮氧化物的无害化处理定点②在日光照射下,NO2能使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在紫外线的照射下发生作用后,产生一种有毒

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主要集中在15~35km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。氮氧化物(NO和NO2)破坏臭氧层(含O3和O)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.预防和控制氮氧化物的污染(1)使用清洁能源,减少氮氧化物的排放。(2)安装汽车尾气净化装置,将NO、CO转化为无害气体:2NO+2CO

N2+2CO2。(3)对生产化肥、硝酸的工厂的废气进行处理。①碱液吸收法:如用烧碱溶液吸收氮氧化物,化学方程式为2NO2+2NaOH

NaNO3+NaNO2+H2O、NO2+NO+2NaOH

2NaNO2+H2O。NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合

工业尾气中NOx的处理。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。6NO+4NH3

5N2+6H2OCH4+4NO

2N2+CO2+2H2O4H2+2NO2

N2+4H2O2H2+2NO

N2+2H2O

归纳总结

3.处理过程中含氮物质可能的转化典例硝酸工业尾气中的NO、NO2进入大气后,会造成污染,可用氢氧化钠溶液对含氮氧化物

的废气进行处理,反应的化学方程式为NO2+NO+2NaOH

2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH

NaNO2+NaNO3+H2O。氨气也可以用来处理氮氧化物,化学方程式为8NH3+6NO2

7N2+12H2O、4NH3+6NO

5N2+6H2O。将一定量NO和NO2的混合气体通入300mL5mol·L-1NaOH溶液中,恰好被完全吸收。下列说法不正确的是

(

)A.原混合气体中NO在标准状况下的体积可能为16.8LB.所得溶液中NaNO3和NaNO2的物质的量之比可能为1∶2C.若用氨气处理该混合气体,所需氨气在标准状况下的体积可能为22.4LD.用氨气处理氮氧化物时,氮氧化物发生还原反应C思路点拨

本题关键词是“恰好被完全吸收”,当

≥1时,NO和NO2的混合气体可以被NaOH溶液完全吸收。解析

300mL5mol·L-1NaOH溶液中n(NaOH)=0.3L×5mol·L-1=1.5mol,若只发生反应NO2+

NO+2NaOH

2NaNO2+H2O,n(NO)=0.75mol,标准状况下,V(NO)=22.4L·mol-1×0.75mol=16.8L,故A正确。不确定NO、NO2的量,根据化学方程式可知生成NaNO3和NaNO2的物质的量

之比可能为1∶2,故B正确。根据反应NO2+NO+2NaOH

2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH

NaNO2+NaNO3+H2O可知,n(NO)+n(NO2)=n(NaOH)=1.5mol,0<n(NO)≤0.75mol,0.75mol≤n(NO2)<1.5mol,用氨气处理氮氧化物的化学方程式为4NH3+6NO

5N2+6H2O、8NH3+6NO2

7N2+12H2O,若n(NO)=n(NO2)=0.75mol,则需要n(NH3)=0.75mol×

+0.75mol×

=1.5mol,标准状况下,V(NH3)=22.4L·mol-1×1.5mol=33.6L;若气体全部是NO2,则需要n(NH3)=1.5mol×

=2mol,标准状况下,V(NH3)=22.4L·mol-1×2mol=44.8L,所以33.6L≤V(NH3)<44.8L,故C不正确。在反应4NH3+6NO

5N2+6H2O、8NH3+6NO2

7N2+12H2O中,NO、NO2均是氧化剂,发生还原反应,故D正确。

科学态度与社会责任——新情境下氮氧化物的无害化处理素养学科素养情景破情境探究

酸雨有很大的危害。为了防治酸雨,需要对工业尾气进行脱硫、脱硝处理。已知氯酸

(HClO3)氧化脱硫(SO2)、脱硝(NO)的工艺流程如图所示:

提示

2NO2+2NaOH NaNO2+NaNO3+H2O、Na2S+2NO2 Na2SO4+N2。在氧化吸收塔中发生两个反应:13NO+6HClO3+5H2O

6HCl+10HNO3+3NO2、3SO2+HClO3+3H2O

HCl+3H2SO4,然后将未吸收完全的尾气和反应生成的气体通入碱式吸收塔中处理。问题1在碱式吸收塔中,NO2与NaOH反应转化为两种盐,与Na2S反应生成一种盐和一种无毒

无害气体。写出相应的化学方程式。提示

氧化吸收塔中利用HClO3的氧化性脱硫、脱硝,吸收液pH增大,HClO3的氧化性减弱,所

以脱硫、脱硝效率减小。由于溶液中OH-浓度增大,SO2能被碱液吸收,但NO不能被碱液吸

收,所以SO2脱除率下降幅度小。提示

2CO+2NO 2CO2+N2、4CO+2NO2 4CO2+N2。问题2氧化吸收塔中吸收液的pH对脱硫、脱硝效率的影响如图所示,分析pH对脱硫、脱硝

效率的影响及可能的原因。问题3汽车尾气中含有的CO和氮氧化物,在催化剂作用下可转化成无毒气体,你知道其中的反应原理吗?例题N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与

O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为

。(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为NO+NO2+2OH-

2N

+H2O、2NO2+2OH-

N

+N

+H2O。吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是

(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的

氮氧化物是

(填化学式)。典例呈现2NH3+2O2 N2O+3H2ONaNO3NO①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N

,其离子方程式为

。②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高,其原因是

。3HClO+2NO+H2O3Cl-+2N+5H+溶液pH越小,溶液中HClO浓度越大,HClO氧化NO的能力越强(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相

同,NO转化为N

的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。解题思路

(1)NH3与O2在加热和