資源簡介

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專題7　氮與社會
可持續發展
第三單元　含氮化合物
的合理使用
1．掌握銨鹽的性質，會設計實驗探究氨氣的制法、銨根離子的檢驗等，促進“科學探究與創新意識”核心素養的發展。2．知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事項。3．理解氮氧化物的來源和性質，認識其對人體健康、社會可持續發展可能帶來的雙重影響。4．能從不同視角認識含氮化合物之間轉化的條件和方式。
學習理解
01
課時分層練
04
目錄
CONTENTS
探究應用
02
總結提升
03
學習理解
顏色 溶解性 狀態
_____色(大多數) _____溶于水 晶體
一、銨鹽的性質
通常把由______離子與______離子形成的離子化合物稱為銨鹽。
1．物理性質
銨根
酸根
無
易
NH3↑＋HCl↑
NH3↑＋CO2↑＋H2O
實驗室制備NH3
二、常見氮肥及其使用
(1)常見氮肥
低溫
堿性
負電荷
流動性大
反硝化作用
中性
(NH4)2CO3
NH4HCO3
NH3
(2)合理使用氮肥
①長期使用化肥的土壤容易_______、_______。
②部分肥料隨著雨水流入河流和湖泊，水中的肥料會使細菌、藻類迅速生長，并消耗水中的氧氣，嚴重時導致水中含氧量減少，許多水生生物隨之死亡、腐爛，水質下降。
酸化
板結
三、氮氧化物的無害化處理
1．氮氧化物的來源
(1)____________的燃燒。
(2)硝酸生產等產生的____________。
(3)機動車輛_______排放。
化石燃料
工業廢氣
尾氣
2．氮氧化物的危害
(1)形成酸雨——_______溶于降水。
(2)產生光化學煙霧——_______與空氣中的__________和一些____________在紫外線的照射下發生作用后，產生的一種有毒煙霧。
3．防治
使用潔凈能源，減少氮氧化物的排放等；汽車安裝尾氣凈化裝置，作用原理：____________________________。
NO2
臭氧
氮氧化物
碳氫化合物
判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)銨鹽化學性質都很穩定。(　　)
(2)雷雨天氣時空氣中能生成少量的氮氧化物。(　　)
(3)實驗室用氯化銨溶液和氫氧化鈣溶液混合制取氨氣。(　　)
(4)O2、NO、NO2都能用濃硫酸干燥，且通常情況下能共存。(　　)
(5)NO、NO2均能形成光化學煙霧。(　　)
(6)施用NH4Cl作氮肥時，與草木灰混合效果更好。(　　)
×
√
×
×
√
×
探究應用
實驗室制取氨的簡易裝置如圖所示：
[問題探究]
1．圖甲中堿石灰和棉花的作用分別是什么？如何檢驗試管中已收集滿氨？如何吸收處理實驗中多余的氨？
提示：堿石灰用于干燥NH3，棉花的作用是防止NH3
與空氣產生對流而使收集到的氣體不純；用濕潤的紅色石
蕊試紙放在試管口，若試紙變藍，則試管中已收集滿氨；用水或稀酸吸收多余的氨，并在導管末端接一倒扣漏斗，防止倒吸。
2．圖乙實驗方法制取氨的原理是什么？還可用哪些物質代替NaOH固體？
提示：濃氨水滴入NaOH固體中，NaOH固體溶解使溶液的堿性增強，并放出大量的熱，促使NH3·H2O分解釋放出大量NH3。可用生石灰、Ca(OH)2固體、KOH固體等代替NaOH固體。
知識點一　銨鹽　氨的制備
1．銨鹽的檢驗
(1)化學原理：銨鹽與濃堿反應生成氨氣。
(2)檢驗方法
①NaOH溶液法
把NaOH溶液加到某物質的固體或溶液里，加熱后產生的氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，就可以判斷該物質是銨鹽。
②堿石灰法
把堿石灰與某物質的固體混合物在研缽里研磨，產生的氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，就可以判斷該物質是銨鹽。
棉花的作用：防止NH3與空氣對流，提高NH3的純度，浸濕后可吸收多余的氨氣防止污染空氣。
(3)常用堿石灰干燥氨氣，不能用濃硫酸、CaCl2(因為可生成CaCl2·8NH3)干燥氨氣。
(4)驗滿：①將濕潤的紅色石蕊試紙放置在試管口，若變藍，說明已經收集滿。②用蘸取濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，若有白煙生成，說明已經收集滿。
3．實驗室制取少量NH3的簡易方法
濃氨水＋固體NaOH NaOH溶于水放熱，促使一水合氨分解，且OH－濃度的增大有利于NH3放出
濃氨水＋固體CaO NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 CaO的作用：①吸水；②吸水后放熱促進NH3放出；③增大溶液中的OH－濃度，減少NH3的溶解
1．檢驗銨鹽的方法是將待檢物取出少量放入試管中，然后(　　)
A．加熱，將紅色石蕊試紙放在試管口檢驗
B．加水溶解，用紅色石蕊試紙檢驗溶液的酸堿性
C．加入堿溶液，加熱，再滴入酚酞試液
D．加入苛性鈉溶液，加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口檢驗
2．實驗室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是(　　)
A．①是氨氣的發生裝置 B．②是氨氣的吸收裝置
C．③是氨氣的發生裝置 D．④是氨氣的收集、檢驗裝置
解析：A項，在①裝置中試管口處又生成NH4Cl，無法制得NH3，錯誤；B項，用②裝置作為NH3的吸收裝置，會發生倒吸，錯誤；D項，利用④裝置收集NH3時，應在試管口放一團棉花，防止NH3與空氣發生對流，錯誤。
知識點二　常見的環境污染及防治
1．常見的環境污染
環境污染 形成原因 主要危害
溫室效應 大氣中CO2含量不斷增加 全球變暖，冰川融化
酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蝕建筑物等
光化學煙霧 氮氧化物和碳氫化合物的排放 危害人體健康和植物生長等
臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烴的排放 地球上的生物受紫外線的傷害加劇
赤潮和水華 含氮、磷等營養成分的生活污水和工、農業廢水的任意排放 使藻類過度繁殖，水質惡化，發生在海水中為赤潮，發生在淡水中為水華
白色污染 難以降解的塑料的大量使用和任意丟棄 破壞土壤結構和生態環境
3．下列有關環境問題的說法正確的是(　　)
A．煤燃燒時加入適量石灰石，可減少CO2的排放
B．臭氧的體積分數越大的空氣越有利于人體健康
C．pH在5．6～7．0之間的降水通常稱為酸雨
D．O3與NOx、碳氫化合物在紫外線照射下發生作用形成光化學煙霧
4．在汽車尾氣凈化裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
微專題　氮及其化合物的相互轉化
1．氮及其化合物的轉化關系
1．下列轉化不能通過一步反應直接實現的是(　　)
A．N2→NO2 B．NO2→NO
C．NH3→NO D．HNO3→NO2
4．如圖所示是某元素的價—類二維圖。其中X是一種強堿，G為正鹽，通常條件下Z是無色液體，D的相對分子質量比C小16，各物質轉化關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．A的水溶液顯堿性
B．D為一種紅棕色氣體
C．B和F能發生復分解反應生成鹽
D．F在一定條件下可直接與Y反應生成D
解析：D的相對分子質量比C小16，Y可能
為氧氣；Z是無色液體，可能為水；X為強堿，
強堿與銨鹽加熱反應生成氨氣(F)；氨氣和氧氣
發生反應生成氮氣(E)；氮氣與氧氣反應生成一
氧化氮(D)；一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮
(C)；二氧化氮與水反應生成硝酸(B)。A項，硝酸與強堿X反應生成的A為硝酸鹽，屬于強酸強堿鹽，溶液顯中性，錯誤；B項，D為一氧化氮，是一種無色氣體，錯誤；C項，B為硝酸，F為氨氣，硝酸和氨氣直接化合生成硝酸銨，屬于化合反應，錯誤；D項，F為氨氣，Y為氧氣，氨氣和氧氣在一定條件下反應可以生成一氧化氮和水，正確。
5．如圖所示為A、B、C、D、E五種含氮物質相互轉化的關系圖，其中A、B、C、D常溫下都是氣體，B為紅棕色，寫出A、B、C、
D、E的化學式和各步反應的化學方程式。
(1)各物質的化學式為A.____；B.______；C.____；
D．______；E．_______。
(2)各步反應的化學方程式為
A→C：_____________________；D→C：_____________________________；
B→E：_________________________________；
E→C：_____________________________________________。
N2
NO2
NO
NH3
HNO3
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
總結提升
本課總結
自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
隨堂提升
1．某同學探究氨和銨鹽的性質，相關實驗操作及現象描述正確的是(　　)
A．加熱NH4Cl晶體制備氨氣
B．將蘸有濃氨水和濃硝酸的玻璃棒靠近，觀察到白煙
C．將氨水緩慢滴入AlCl3溶液中，產生紅褐色沉淀
D．除去碘中混有的少量氯化銨，可采用加熱的方法
解析：NH4Cl受熱分解為NH3和HCl，二者遇冷又會化合生成NH4Cl，A錯誤；濃氨水和濃硝酸都具有揮發性，揮發出的NH3和HNO3反應生成NH4NO3固體而產生白煙，B正確；NH3·H2O與AlCl3溶液反應產生白色沉淀，C錯誤；碘易升華，NH4Cl受熱易分解，不能用加熱法除NH4Cl，D錯誤。
2．針對如圖所示的實驗室制取氨氣裝置，下列說法正確的是(　　)
A．發生裝置與用KClO3制取O2的裝置相同
B．可以用堿石灰或無水氯化鈣干燥制得的氨氣
C．可用單孔橡皮塞代替棉花
D．所用的銨鹽不能是NH4NO3，所用的堿可以是NaOH
解析：NH3是堿性氣體，可以用堿石灰干燥，但無水氯化鈣可與NH3反應，不能用于干燥NH3 ，B錯誤；用單孔橡皮塞代替棉花，導致試管內密封，無法收集NH3，C錯誤；NH4NO3屬于硝酸鹽，不穩定受熱易分解產生氮氧化物，使制取的氣體不純，NaOH易吸水結塊，且可與玻璃中的SiO2反應，腐蝕實驗裝置，D錯誤。
3．水體中氨氮含量會造成水體富營養化，用次氯酸
鈉除去氨氮的原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．去除過程中，每一步反應都是氧化還原反應
B．每除去1 mol NH3，轉移3 mol電子
C．該過程需控制溫度，溫度過高時氨氮去除率會降低
D．去除過程的總反應方程式為2NH3＋3NaClO===N2＋3NaCl＋3H2O
解析：轉化關系圖中NaClO和水反應生成次氯酸
和氫氧化鈉的反應以及鹽酸和氫氧化鈉的反應中，化
合價沒有發生變化，不是氧化還原反應，故A錯誤；氮
元素化合價從－3價升高到0價，失去3個電子，每除去
1 mol NH3轉移3 mol電子，故B正確；溫度過高時，次
氯酸受熱分解，氨氮去除率會降低，故C正確；根據箭頭方向可知，NH3、NaClO是反應物，氯化鈉、氮氣和水是生成物，根據質量守恒和得失電子守恒寫出化學方程式為2NH3＋3NaClO===N2＋3NaCl＋3H2O，故D正確。
4．化石燃料燃燒、硝酸生產等產生的工業廢氣處理不當及機動車輛尾氣排放會使NO、NO2進入大氣中，NO2在日光照射下分解成NO和O時，即開始光化學煙霧的循環，不斷地產生O3，光化學煙霧通常呈現淡藍色，其主要成分及簡單形成機理如圖所示。
下列說法錯誤的是(　　)
A．光化學煙霧有強氧化性
B．氮氧化物還可引發酸雨等污染問題
C．光化學煙霧成分中含有無機物和有機物
D．光化學煙霧呈現淡藍色是因為含有NO2
解析：光化學煙霧中有臭氧等氧化性物質，故有強氧化性，A正確；NO2與水反應生成硝酸，故氮氧化物還可引發酸雨等污染問題，B正確；氮氧化物、O3屬于無機物，一次污染物中的碳氫化合物和二次污染物中的醛、酮、過氧乙酰硝酸酯等屬于有機物，C正確；NO2是紅棕色氣體，D錯誤。
5．用石灰乳吸收硝酸工業的尾氣(含NO、NO2)可獲得Ca(NO2)2，其部分工藝流程如圖所示，下列說法不正確的是(　　)
A．吸收時主要反應的化學方程式為NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O
B．將石灰乳改為澄清石灰水吸收效率將會增大
C．采用氣液逆流接觸有利于尾氣中NO、NO2的充分吸收
D．若尾氣中n(NO2)∶n(NO)<1∶1，吸收后排放的氣體中NO含量升高
解析：NO和NO2可以與堿性溶液發生歸中反應生成亞硝酸鹽，即NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O，故A正確；澄清石灰水中Ca(OH)2的含量很小，不利于吸收NO和NO2，故B錯誤；采用氣液逆流有利于尾氣中NO、NO2與石灰乳的充分接觸，從而提高吸收效率，故C正確；若尾氣中n(NO2)∶n(NO)<1∶1，與堿液反應時NO過量，且NO微溶于水，也不與堿反應，吸收后排放的氣體中NO含量升高，故D正確。
課時分層練
題號 1 2 3 4 5 6 7
難度 ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★
對點 氮肥及其使用 環境問題的成因 銨鹽的性質 制備干燥氨氣方案的評價 含銨鹽混合物的分離 銨鹽的性質、物質推斷 制備干燥氨氣的藥品選擇
題號 8 9 10 11 12 13
難度 ★★ ★ ★ ★★ ★★ ★★★
對點 銨鹽的性質、物質推斷 NH3的制備裝置和試劑 含氮廢水的處理 銨鹽的相關計算 利用物質的性質處理含氮氧化物的廢氣 NH3的制備及性質探究
1．施用氮肥能促進作物生長，并能提高作物中蛋白質的含量。下列關于氮肥的說法錯誤的是(　　)
A．尿素[CO(NH2)2]是一種氮肥
B．儲存碳酸氫銨時，應密封并置于陰涼通風處
C．銨態氮肥不能與堿性物質如草木灰等混合使用
D．氮肥溶于水，其中的氮元素均以銨根離子形式存在
[學習·理解]
2．以下非金屬氧化物與其引起的環境問題及主要來源對應正確的是(　　)
選項 氧化物 環境問題 主要來源
A CO2 破壞臭氧層 化石燃料的燃燒
B SO2 溫室效應 汽車尾氣的排放
C NO2 光化學煙霧 工廠廢氣的排放
D CO 酸雨 燃料的不完全燃燒
3．下列說法中正確的是(　　)
A．所有的銨鹽受熱均可以分解，產物均有NH3
B．所有的銨鹽都易溶于水，所有銨鹽中的N均呈－3價
C．所有的銨鹽都能與堿反應，有可能與酸反應
D．NH4Cl和NaCl的固體混合物可用升華法分離
解析：A項，兩種物質反應不生成氨氣；B項，在實驗室中是不能實現的；D項，不能用NH4HCO3制氨氣，且P2O5不能干燥氨氣。
5．用加熱法可以分離的一組物質是(　　)
A．氯化銨和消石灰 B．碳酸氫銨和過氧化鈉
C．氯化銨和氯化鈉 D．碘和氯化銨
解析：由題意知無色的氣體D為NO，則鹽中要含有N元素，A、B不可能；NH4HCO3分解生成的NH3、CO2與Na2O2反應后的氣體為NH3、O2，此兩種氣體催化氧化后可生成NO，C可能；(NH4)2SO3分解生成的NH3、SO2通過Na2O2后，SO2被吸收只剩余NH3，D不可能。
7．實驗室中制備干燥的氨氣所需的藥品是(　　)
A．NH4Cl稀溶液、NaOH稀溶液、堿石灰
B．飽和氨水、NaOH固體、五氧化二磷固體
C．NaOH溶液、NH4Cl晶體、濃硫酸
D．NH4Cl固體、消石灰、堿石灰
解析：A項，NH3極易溶于水，不能用NH4Cl稀溶液與NaOH稀溶液混合制取NH3；B項，NH3不能用P2O5固體干燥；C項，實驗室制NH3不用NH4Cl晶體與NaOH溶液反應，也不能用濃硫酸干燥NH3。
8．將NH4HCO3在試管中加熱，使放出的氣體依次通過盛有足量過氧化鈉的干燥管、足量濃硫酸的洗氣瓶，最后得到的氣體是(　　)
A．NH3 B．O2
C．H2O D．CO2
9．圖中各項是實驗室制取氨的裝置和選用的試劑，其中錯誤的是(　　)
解析：A項，氯化銨固體受熱分解產生氨和氯化氫氣體，但二者遇冷會重新生成氯化銨，且該過程還可能出現堵塞導管的現象。
[應用·實踐]
12．氮氧化物進入大氣后，不僅會形成硝酸型酸雨，還能形成光化學煙霧。因此必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理。
(1)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應的化學方程式為：①NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，②2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。
在反應①中，氧化劑是_______，還原劑是______。
(2)汽車尾氣中含有一氧化氮和一氧化碳，可安裝催化轉化器使它們發生反應生成氮氣和二氧化碳，該反應的化學方程式為______________________________。
(3)在一定條件下氨氣亦可將氮氧化物轉化為無污染的物質。寫出氨氣和二氧化氮在一定條件下反應的化學方程式：____________________________________。
NO2
NO
13．人類的農業生產離不開氮肥，幾乎所有的氮肥都以氨為原料，合成氨是人類發展史上的一項重大突破。某化學興趣小組同
學用下圖裝置制取氨氣并探究其性質(部分夾持裝置
已略去)。
(1)若氨氣的發生裝置選擇A，則其反應的化學
方程式為____________________________________。
(2)若要用C裝置來干燥NH3，可以選用的干燥
劑為_________。
(3)上述D、E、F、G裝置可用于氨氣的尾氣處理裝置的是______。
[創新·提高]
堿石灰
EF
(4)用下圖裝置探究氨氣與氧化銅的反應，驗證氨氣的性質及部分反應產物。
已知：Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。
實驗結束后，若CuO全都參與反應，H處硬
質玻璃管中黑色粉末變成紅色，有同學認為該紅
色粉末為純凈物，該判斷是否正確？_______(填
“是”或“否”)。請設計一個實驗方案檢驗反應后的紅色粉末是否為純凈物，簡述實驗方案：_______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
否
取適量反應后的固體粉末，加入適量稀硫酸，溶液為藍色，說明該固體粉末為混合物，不變藍，則為純凈物
解析：(3)裝置E中氨氣不直接與水接觸，氨氣溶于水不會造成壓強差，不會產生倒吸；裝置F中干燥管的容積大，能達到防倒吸的目的；裝置D中倒置漏斗浸入水中會產生倒吸；裝置G中進氣管太長，會使倒吸入廣口瓶中的水通過導氣管倒吸進入反應裝置中。
(4)Cu2O和Cu都是紅色的，實驗結束后H處硬質玻璃管中黑色粉末變成紅色不能確定為純凈物。

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