蘇教版高中化學(xué)必修第二冊專題7氮與社會可持續(xù)發(fā)展第三單元含氮化合物的合理使用課件

必修二

蘇教版高中化學(xué)1|銨鹽的性質(zhì)知識點第三單元含氮化合物的合理使用必備知識清單破

1.化學(xué)性質(zhì)

2.銨鹽(N

)的檢驗

特別提醒

檢驗N

的實驗操作中需注意:濃NaOH溶液、加熱情況下,有NH3生成;如果用稀NaOH溶液且不加熱情況下不能放出NH3,而是生成NH3·H2O。3.氨氣的實驗室制法(詳見定點1)

(1)硝態(tài)氮肥易溶于水,N

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性大。在土壤濕度大的情況下,N

經(jīng)微生物作用可還原成氣體(NO、N2O、N2)逸出,造成肥效降低。2|常見氮肥及其使用知識點(2)銨態(tài)氮肥的保存與使用:①密封低溫保存,深施蓋土,避免受熱。②不可以跟堿性物質(zhì)(如草

木灰等)混合使用。

3|氮氧化物的無害化處理(詳見定點2)知識點知識辨析1.NH4HCO3受熱易分解,因此可用作氮肥。這種說法對嗎?2.銨鹽受熱分解都能放出氨氣。這種說法對嗎?3.干燥氨氣的堿石灰能用無水CaCl2代替。這種說法對嗎?4.實驗室可以加熱NaOH固體和NH4Cl固體制NH3。這種說法對嗎?5.適宜在pH較高的石灰性土壤中生長的植物優(yōu)先使用銨態(tài)氮肥。這種說法對嗎?6.汽車尾氣中的CO、NO等都是汽油不完全燃燒的產(chǎn)物。這種說法對嗎?一語破的1.不對。NH4HCO3受熱易分解,不是其可用作氮肥的原因。2.不對。有的銨鹽受熱分解不能放出氨氣。3.不對。CaCl2能和NH3反應(yīng),無水CaCl2不能用于干燥NH3。4.不對。NaOH易吸水潮解,易結(jié)塊,不利于NH3逸出,在加熱條件下還會腐蝕試管。5.不對。銨態(tài)氮肥在堿性環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)生成NH3·H2O,NH3·H2O易分解生成NH3,降低肥效。6.不對。NO主要是N2和O2在內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的。1|實驗室制備氨氣的幾種方法定點關(guān)鍵能力定點破

1.氨氣的實驗室制法(1)原理:2NH4Cl+Ca(OH)2

CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)裝置

①發(fā)生裝置:固體+固體

氣體,與實驗室加熱氯酸鉀和二氧化錳的固體混合物制取氧氣的發(fā)生裝置相同。②凈化裝置:通常用堿石灰干燥氨氣,不能用五氧化二磷、濃硫酸或無水氯化鈣干燥氨氣。

(3)收集方法:向下排空氣法,試管口塞一團(tuán)疏松的棉花,目的是防止氨氣與空氣形成對流,以收

集到較純凈的氨氣。(4)驗滿方法①方法一:將濕潤的紅色石蕊試紙放置在試管口附近,若變藍(lán),說明已經(jīng)收集滿。②方法二:用蘸取濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,若有白煙生成,說明已經(jīng)收集滿。多余的氨氣要吸收掉(可在導(dǎo)管口放一團(tuán)用水浸濕的棉花)以避免污染空氣。在吸收時

要防止倒吸,常采用的裝置有:

(5)尾氣處理2.實驗室快速制氨氣的方法(1)加熱濃氨水法:NH3·H2O不穩(wěn)定,受熱易分解生成NH3:NH3·H2O

NH3↑+H2O,故可直接加熱濃氨水制備NH3。(2)濃氨水+NaOH固體(或生石灰)法NaOH固體溶于水放出大量的熱,會促使一水合氨分解,而生石灰可與水反應(yīng)生成Ca(OH)2,同時放熱,也會促使一水合氨分解,故可在常溫下向NaOH固

體或生石灰中滴加濃氨水來制備NH3。(3)反應(yīng)裝置圖

典例實驗室用如圖所示裝置制氨氣并驗證氨氣的某些化學(xué)性質(zhì),能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?/p>

(

)

A.用裝置甲作氨氣的發(fā)生裝置B.用裝置乙除去氨氣中的水蒸氣C.用裝置丙驗證氨氣具有還原性D.用裝置丁吸收尾氣思路點撥

常見實驗室制備氨氣的裝置有兩種:一種是固+固(加熱)裝置,NH4Cl與Ca(OH)2混

合共熱制備氨氣;一種是固+液(不加熱)裝置,通常向生石灰或NaOH固體中滴加濃氨水制備

氨氣。解析

實驗室若采用裝置甲作氨氣的發(fā)生裝置,分液漏斗中盛裝濃氨水,圓底燒瓶中盛放氫

氧化鈉固體或生石灰,圖示藥品使用不正確,A錯誤;氨氣與濃硫酸反應(yīng),不能用濃硫酸干燥氨

氣,B錯誤;裝置丙中發(fā)生反應(yīng):2NH3+3CuO

N2+3Cu+3H2O,可以驗證氨氣具有還原性,C正確;裝置丁中氨氣通過導(dǎo)管與水直接接觸,不能起防倒吸的作用,D錯誤。

1.氮氧化物對環(huán)境的影響(1)硝酸型酸雨的形成①在放電條件下,空氣中的氮氣能與氧氣發(fā)生反應(yīng),生成一氧化氮,一氧化氮在空氣中很不穩(wěn)

定,易被空氣中的氧氣氧化生成二氧化氮,二氧化氮跟水反應(yīng)生成硝酸。N2+O2

2NO2NO+O2

2NO23NO2+H2O

2HNO3+NO②氮氧化物及它們在大氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水會形成酸雨。(2)光化學(xué)煙霧的形成①汽車尾氣及工業(yè)廢氣排放的NO被空氣中的氧氣氧化為NO2:2NO+O2

2NO2。2|氮氧化物的無害化處理定點②在日光照射下,NO2能使O2經(jīng)過復(fù)雜的反應(yīng)生成臭氧。③臭氧與空氣中的氮氧化物和一些碳?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)氮氧化物對臭氧層的破壞臭氧主要集中在15~35km的大氣層中,臭氧能吸收紫外線,防止地球上的生物受到傷

害。氮氧化物(NO和NO2)破壞臭氧層(含O3和O)的反應(yīng)簡單表示為O3+NO

O2+NO2,O+NO2

NO+O2。在低空,氮氧化物是空氣中氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧的催化劑,造成臭氧污染;而在高空,氮氧化物是臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣的催化劑,破壞臭氧層。2.預(yù)防和控制氮氧化物的污染(1)使用清潔能源,減少氮氧化物的排放。(2)安裝汽車尾氣凈化裝置,將NO、CO轉(zhuǎn)化為無害氣體:2NO+2CO

N2+2CO2。(3)對生產(chǎn)化肥、硝酸的工廠的廢氣進(jìn)行處理。①堿液吸收法:如用燒堿溶液吸收氮氧化物,化學(xué)方程式為2NO2+2NaOH

NaNO3+NaNO2+H2O、NO2+NO+2NaOH

2NaNO2+H2O。NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)。一般適合

工業(yè)尾氣中NOx的處理。②催化還原法:用甲烷、氨氣、氫氣等還原劑將其還原成無毒的氮氣。6NO+4NH3

5N2+6H2OCH4+4NO

2N2+CO2+2H2O4H2+2NO2

N2+4H2O2H2+2NO

N2+2H2O

歸納總結(jié)

3.處理過程中含氮物質(zhì)可能的轉(zhuǎn)化典例硝酸工業(yè)尾氣中的NO、NO2進(jìn)入大氣后,會造成污染,可用氫氧化鈉溶液對含氮氧化物

的廢氣進(jìn)行處理,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NO2+NO+2NaOH

2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH

NaNO2+NaNO3+H2O。氨氣也可以用來處理氮氧化物,化學(xué)方程式為8NH3+6NO2

7N2+12H2O、4NH3+6NO

5N2+6H2O。將一定量NO和NO2的混合氣體通入300mL5mol·L-1NaOH溶液中,恰好被完全吸收。下列說法不正確的是

(

)A.原混合氣體中NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積可能為16.8LB.所得溶液中NaNO3和NaNO2的物質(zhì)的量之比可能為1∶2C.若用氨氣處理該混合氣體,所需氨氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積可能為22.4LD.用氨氣處理氮氧化物時,氮氧化物發(fā)生還原反應(yīng)C思路點撥

本題關(guān)鍵詞是“恰好被完全吸收”,當(dāng)

≥1時,NO和NO2的混合氣體可以被NaOH溶液完全吸收。解析

300mL5mol·L-1NaOH溶液中n(NaOH)=0.3L×5mol·L-1=1.5mol,若只發(fā)生反應(yīng)NO2+

NO+2NaOH

2NaNO2+H2O,n(NO)=0.75mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,V(NO)=22.4L·mol-1×0.75mol=16.8L,故A正確。不確定NO、NO2的量,根據(jù)化學(xué)方程式可知生成NaNO3和NaNO2的物質(zhì)的量

之比可能為1∶2,故B正確。根據(jù)反應(yīng)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,用氨氣處理氮氧化物的化學(xué)方程式為4NH3+6NO

5N2+6H2O、8NH3+6NO2

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

+0.75mol×

=1.5mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,V(NH3)=22.4L·mol-1×1.5mol=33.6L;若氣體全部是NO2,則需要n(NH3)=1.5mol×

=2mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,V(NH3)=22.4L·mol-1×2mol=44.8L,所以33.6L≤V(NH3)<44.8L,故C不正確。在反應(yīng)4NH3+6NO

5N2+6H2O、8NH3+6NO2

7N2+12H2O中,NO、NO2均是氧化劑,發(fā)生還原反應(yīng),故D正確。

科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任——新情境下氮氧化物的無害化處理素養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)情景破情境探究

酸雨有很大的危害。為了防治酸雨,需要對工業(yè)尾氣進(jìn)行脫硫、脫硝處理。已知氯酸

(HClO3)氧化脫硫(SO2)、脫硝(NO)的工藝流程如圖所示:

提示

2NO2+2NaOH?NaNO2+NaNO3+H2O、Na2S+2NO2?Na2SO4+N2。在氧化吸收塔中發(fā)生兩個反應(yīng):13NO+6HClO3+5H2O

6HCl+10HNO3+3NO2、3SO2+HClO3+3H2O

HCl+3H2SO4,然后將未吸收完全的尾氣和反應(yīng)生成的氣體通入堿式吸收塔中處理。問題1在堿式吸收塔中,NO2與NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種鹽,與Na2S反應(yīng)生成一種鹽和一種無毒

無害氣體。寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。提示

氧化吸收塔中利用HClO3的氧化性脫硫、脫硝,吸收液pH增大,HClO3的氧化性減弱,所

以脫硫、脫硝效率減小。由于溶液中OH-濃度增大,SO2能被堿液吸收,但NO不能被堿液吸

收,所以SO2脫除率下降幅度小。提示

2CO+2NO?2CO2+N2、4CO+2NO2?4CO2+N2。問題2氧化吸收塔中吸收液的pH對脫硫、脫硝效率的影響如圖所示,分析pH對脫硫、脫硝

效率的影響及可能的原因。問題3汽車尾氣中含有的CO和氮氧化物,在催化劑作用下可轉(zhuǎn)化成無毒氣體,你知道其中的反應(yīng)原理嗎?例題N2O、NO和NO2等氮氧化物是空氣污染物,含有氮氧化物的尾氣需處理后才能排放。(1)N2O的處理。N2O是硝酸生產(chǎn)中氨催化氧化的副產(chǎn)物,用特種催化劑能使N2O分解。NH3與

O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學(xué)方程式為

。(2)NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收,主要反應(yīng)為NO+NO2+2OH-

2N

+H2O、2NO2+2OH-

N

+N

+H2O。吸收后的溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾,得到NaNO2晶體,該晶體中的主要雜質(zhì)是

(填化學(xué)式);吸收后排放的尾氣中含量較高的

氮氧化物是

(填化學(xué)式)。典例呈現(xiàn)2NH3+2O2?N2O+3H2ONaNO3NO①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N

,其離子方程式為

。②NaClO溶液的初始pH越小,NO轉(zhuǎn)化率越高,其原因是

。3HClO+2NO+H2O3Cl-+2N+5H+溶液pH越小,溶液中HClO濃度越大,HClO氧化NO的能力越強(qiáng)(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾氣,可提高尾氣中NO的去除率。其他條件相

同,NO轉(zhuǎn)化為N

的轉(zhuǎn)化率隨NaClO溶液初始pH(用稀鹽酸調(diào)節(jié))的變化如圖所示。解題思路

(1)NH3與O2在加熱和