學(xué)案含氮化合物的合理使用

含氮化合物的合理使用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．能以含氮化合物之間的轉(zhuǎn)化為例，分析和探討化學(xué)工業(yè)對(duì)人類健康、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展可能帶來的雙重影響。2．能運(yùn)用綠色化學(xué)的思想對(duì)化學(xué)品的生產(chǎn)和使用進(jìn)行初步的評(píng)估，提出處理環(huán)境污染物的建議?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1．能以含氮化合物之間的轉(zhuǎn)化為例，分析和探討化學(xué)工業(yè)對(duì)人類健康、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展可能帶來的雙重影響。2．能運(yùn)用綠色化學(xué)的思想對(duì)化學(xué)品的生產(chǎn)和使用進(jìn)行初步的評(píng)估，提出處理環(huán)境污染物的建議?！緦W(xué)習(xí)過程】一、【知識(shí)梳理】（一）銨鹽的性質(zhì)1．銨鹽：由銨根離子與酸根離子形成的離子化合物。2．物理性質(zhì)：多為無色、易溶于水的晶體。3．化學(xué)性質(zhì)（1）不穩(wěn)定性：①NH4Cl受熱容易分解：NH4Cleq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋HCl↑（填化學(xué)方程式）。②NH4HCO3受熱容易分解：NH4HCO3eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O＋CO2↑（填化學(xué)方程式）。（2）與強(qiáng)堿的反應(yīng)：①固體反應(yīng)：NH4Cl與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4Cl＋NaOHeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋NaCl＋H2O。②固體反應(yīng)：NH4Cl與Ca（OH）2反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca（OH）2eq\o(=,\s\up10(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。③溶液中銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式（加熱）為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O。稀溶液中銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式（不加熱）為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O。微思考：有兩瓶溶液是NH4Cl溶液和NaCl溶液，如何區(qū)分？【提示】取其中一種待測(cè)液于試管中，向其中滴加濃NaOH溶液，加熱試管，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口，若試紙變藍(lán)則證明該溶液為NH4Cl溶液，否則為NaCl溶液。（二）常見氮肥及其使用1．常見氮肥分類性質(zhì)特點(diǎn)注意事項(xiàng)銨態(tài)氮肥易溶于水、不穩(wěn)定、與堿反應(yīng)低溫保存，深施蓋土，避免受熱；不可與堿性物質(zhì)（如草木灰等）混合使用硝態(tài)氮肥易溶于水，NOeq\o\al(－,3)不易被以帶負(fù)電荷為主的土壤膠粒所吸附在潮濕的土壤中流動(dòng)性大；當(dāng)土壤濕度大時(shí)，硝酸根經(jīng)微生物作用可還原成氣體（NO、N2O、N2）逸出，導(dǎo)致硝態(tài)氮肥的損失，因此硝態(tài)氮肥多用于冷涼的旱地尿素有機(jī)氮肥，白色晶體，是目前固態(tài)氮肥中含氮量最高的一種化肥尿素是一種中性肥料，適用于各種土壤和作物。肥效高、易保存、使用方便，長(zhǎng)期使用對(duì)土壤的破壞作用小2．合理使用化肥（1）考慮因素：土壤酸堿性、作物營(yíng)養(yǎng)狀況、化肥本身性質(zhì)。（2）過量施用化肥的危害①長(zhǎng)期使用化肥的土壤容易酸化、板結(jié)。②部分化肥隨著雨水流入溪水、河水和湖泊，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，產(chǎn)生水華等污染。微點(diǎn)撥：堅(jiān)持優(yōu)先保護(hù)環(huán)境，科學(xué)合理的使用化肥。（三）氮氧化物的無害化處理1．氮氧化物（NOx）是大氣污染物，主要包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）。2．主要危害（1）NO2會(huì)形成酸雨。（2）氮氧化物與臭氧和一些碳?xì)浠衔镌谧贤饩€的照射下發(fā)生作用后，產(chǎn)生一種有毒的煙霧，人們稱它為光化學(xué)煙霧。3．減少氮氧化物的措施（1）以甲醇、液化氣代替汽油。（2）安裝汽車尾氣凈化裝置，將NOx轉(zhuǎn)化為中性的、無污染的氮?dú)?；凈化裝置中NO、CO在催化劑作用下反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NO＋2COeq\o(=,\s\up10(催化劑))N2＋2CO2．（3）使用以液化天然氣（LNG）或高效燃料電池作為動(dòng)力的新型環(huán)保汽車。二、初試身手（一）自主診斷1．判斷正誤（正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）（1）銨鹽易溶于水，可用作氮肥，貯存時(shí)要密封包裝且放于陰涼處。 （√）（2）NH4HCO3與足量NaOH溶液共熱時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O。 （×）（3）檢驗(yàn)NHeq\o\al(＋,4)時(shí)，往試樣中加入NaOH溶液，微熱，用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)逸出的氣體。 （×）（4）顏色、熱穩(wěn)定性是氣體收集方法的主要依據(jù)。 （×）2．以下性質(zhì)不屬于銨鹽的通性的是（）A．易溶于水 B．含有NHeq\o\al(＋,4)C．可分解放出氮?dú)?D．能與堿反應(yīng)放出氨氣C【銨鹽多為無色晶體，易溶于水，均含有NHeq\o\al(＋,4)，都能與堿反應(yīng)放出氨氣，A、B．D項(xiàng)屬于銨鹽的通性?！?．根據(jù)下表中右欄所列化肥的性質(zhì)，從下列使用注意事項(xiàng)中選擇合適的項(xiàng)（可選多項(xiàng)），將其序號(hào)填入下表的右欄中。A．貯存和運(yùn)輸時(shí)要密封，不要受潮或曝曬；施用后要蓋土或立即灌溉。B．不要與堿性物質(zhì)混放或混用。C．不能與易燃物質(zhì)混在一起；結(jié)塊時(shí)，不要用鐵錘砸碎。D．不宜長(zhǎng)期使用。編號(hào)化肥性質(zhì)使用注意事項(xiàng)①碳酸氫銨（碳銨）易溶于水，受潮時(shí)在常溫下即能分解，溫度越高分解越快，遇堿時(shí)放出氨氣；在土壤中不殘留有害物質(zhì)②硝酸銨（硝銨）易溶于水，受熱易分解，遇堿放出氨氣，在高溫或受猛烈撞擊時(shí)易爆炸③硫酸銨（硫銨）易溶于水，吸濕性小，常溫下穩(wěn)定，遇堿時(shí)放出氨氣；長(zhǎng)期使用會(huì)使土壤酸化、板結(jié)④硫酸鉀易溶于水；長(zhǎng)期使用會(huì)使土壤酸化、板結(jié)【答案】①ab②abc③bd④d（二）合作探究1．實(shí)驗(yàn)室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是（）A．①是氨氣發(fā)生裝置 B．③是氨氣發(fā)生裝置C．②是氨氣吸收裝置 D．④是氨氣收集、檢驗(yàn)裝置B【①中NH4Cl受熱易分解生成NH3和HCl，但在試管口附近兩者又能結(jié)合生成NH4Cl，所以不能用于制取NH3；②中的漏斗位置過低，不能防止倒吸，漏斗要緊貼水面；③可用于NH3的發(fā)生裝置，利用濃氨水和生石灰等制取NH3；④中試管口應(yīng)放一團(tuán)干燥的棉花，減少NH3與空氣的對(duì)流。】2．實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl和Ca（OH）2制取氨氣，下圖A和B是常用的氣體發(fā)生裝置。（1）實(shí)驗(yàn)室制氨氣時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，應(yīng)選用的裝置是________；若改用濃氨水和NaOH固體制氨氣時(shí)，應(yīng)選取的裝置是________。（2）為了得到干燥的氨氣，實(shí)驗(yàn)室常使用________做干燥劑（請(qǐng)從堿石灰、濃硫酸、氯化鈉中選出一種物質(zhì)）。（3）實(shí)驗(yàn)室常用________法收集氨氣。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將盛滿氨氣的集氣瓶倒置于水中（假設(shè)溶質(zhì)全部在集氣瓶?jī)?nèi)），則所得溶液的物質(zhì)的量濃度為________?！窘馕觥浚?）實(shí)驗(yàn)室制氨氣時(shí)利用熟石灰與氯化銨加熱反應(yīng)制取，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NH4Cl＋Ca（OH）2eq\o(=,\s\up10(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑，反應(yīng)需要加熱，應(yīng)選用的裝置是A；若改用濃氨水和NaOH固體制氨氣時(shí)，由于不需要加熱，應(yīng)選取的裝置是B．（2）氨氣是堿性氣體，因此為了得到干燥的氨氣，實(shí)驗(yàn)室常使用堿石灰做干燥劑，氯化鈉不能作干燥劑。（3）氨氣極易溶于水，且密度小于空氣，實(shí)驗(yàn)室常用向下排空氣法收集氨氣。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將盛滿氨氣的集氣瓶倒置于水中（假設(shè)溶質(zhì)全部在集氣瓶?jī)?nèi)），由于氨氣極易溶于水，水充滿集氣瓶，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度為eq\f(\f(VL,22.4L/mol),VL)≈0.045mol/L。【答案】（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2eq\o(=,\s\up10(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑AB（2）堿石灰（3）向下排空氣0.045mol/L【精煉反饋】1．下列關(guān)于銨鹽的敘述中正確的是（）①所有銨鹽中氮元素的化合價(jià)都是－3價(jià)②所有銨鹽都溶于水③銨態(tài)氮肥不應(yīng)與草木灰混合使用④銨鹽都是離子化合物⑤銨鹽都能與堿反應(yīng)，不能與酸反應(yīng)A．①③④ B．②③④C．①②③④ D．①②③④⑤B【NH4NO3中氮元素有－3價(jià)和＋5價(jià)，①錯(cuò)誤；NH4HCO3既能與堿反應(yīng)，也能與酸反應(yīng)，⑤錯(cuò)誤。故B項(xiàng)正確?！?．月季花適宜在酸性土壤中生長(zhǎng)。某同學(xué)給月季花施肥前，對(duì)下列氮肥溶液的pH進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果如下：化肥名稱尿素碳酸氫銨硫酸銨氨水溶液的pH78511該同學(xué)最好選用（）A．尿素 B．碳酸氫銨C．硫酸銨 D．氨水C【根據(jù)題意應(yīng)選擇水溶液顯酸性的化肥。】3．下列離子方程式書寫正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和熟石灰制氨：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2OB．NaOH溶液與NH4Cl溶液混合加熱：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3·H2OC．氨水中加鹽酸：NH3·H2O＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2OD．氨水中加入氯化鐵溶液：Fe2＋＋2NH3·H2O=2NHeq\o\al(＋,4)＋Fe（OH）2↓C【A項(xiàng)，該反應(yīng)屬于固體間的加熱反應(yīng)，不能書寫相應(yīng)的離子方程式；B項(xiàng)，加熱條件下NH3·H2O應(yīng)分解為NH3和H2O，離子方程式應(yīng)為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O；C項(xiàng)，符合反應(yīng)原理及離子方程式書寫要求；D項(xiàng)，向氨水中滴加FeCl3溶液應(yīng)生成Fe（OH）3沉淀，離子方程式為Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe（OH）3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)?！?．檢驗(yàn)試管中盛有的少量白色固體是銨鹽的方法是（）A．加氫氧化鈉溶液，加熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙?jiān)谠嚬芸跈z驗(yàn)，看試紙是否變藍(lán)B．將固體加熱，產(chǎn)生的氣體通入紫色石蕊溶液，看是否變紅C．加水溶解，用pH試紙測(cè)溶液的酸堿性D．加入氫氧化鈉溶液，加熱，再滴入酚酞試液A【檢驗(yàn)銨鹽的方法：將某固體（或其溶液）與強(qiáng)堿共熱，若產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，該氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則原固體為銨鹽?！?．某學(xué)習(xí)興趣小組探究氨氣的制取實(shí)驗(yàn)：（1）甲同學(xué)擬用下列實(shí)驗(yàn)方法制備氨氣，其中合理的是________（填序號(hào)，下同）。A．將氯化銨固體加熱分解B．將濃氨水滴入氫氧化鈉固體中C．將氫氧化鈉固體加入濃氨水中D．將氯化銨稀溶液滴入氫氧化鈉固體中（2）根據(jù)上述正確的原理，該同學(xué)欲用下列常見的實(shí)驗(yàn)室制氣裝置制取氨氣，適宜的裝置是________。（3）氣體的性質(zhì)是氣體收集方法選擇的主要依據(jù)，下列性質(zhì)與收集方法無關(guān)的是________。①密度②顏色③溶解性④熱穩(wěn)定性⑤與氧氣反應(yīng)（4）下圖是甲同學(xué)設(shè)計(jì)收集氨氣的幾種裝置，其中可行的是________，集氣的原理是_________________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥浚?）加熱氯化銨產(chǎn)生氯化氫