7.3 含氮化合物的合理使用（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学必修第二册（苏教版2019）

第三单元 含氮化合物的合理使用 学习目标 重点难点 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铵盐的主要性质。认识氮的氧化物对生态环境的影响。 2.能以含氮化合物之间的转化为例, 分析和探讨化学工业对人类健康、 社会可持续发展可能带来的影响。 重点 1.铵盐的化学性质。 2.氨气的实验室制法。 难点 1.铵盐与强碱的反应原理及应用。 2.氮氧化物的无害化处理。 目录 新知探究(一)——铵盐的性质 新知探究(二)——氨气的实验室制法 课时跟踪检测 命题热点——常见气体的实验室制法 新知探究(三)——常见氮肥及其使用　 氮氧化物的无害化处理 3 铵盐的性质 新知探究(一) 1.铵盐:由铵根离子与酸根离子形成的离子化合物。 2.铵盐的物理性质:多为无色、 于水的晶体。 易溶 3.铵盐的化学性质 实验序号 实验装置 实验现象 实验结论 实验1 试管底部固体减少,直至消失,管口有白色固体生成 NH4Cl和NH4HCO3受热都_________ 试管底部固体减少,直至消失 容易分解 实验2 湿润的红色石蕊试纸_____ 铵盐与强碱共热,能放出_____ [微点拨]　加热氯化铵固体时,在管口有白色固体生成,是因为分解生成的氨气和氯化氢又生成氯化铵固体。 续表 变蓝 氨气 (1)不稳定性 ①NH4Cl受热容易分解: (填化学方程式)。 ②NH4HCO3受热容易分解:_______________________________ (填化学方程式)。 (2)与强碱的反应 NH4Cl与Ca(OH)2反应的化学方程式为 。 NH4Cl NH3↑+HCl↑ NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑ 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 4.铵根离子的检验 (1)原理 (2)方法 固体 取少量样品放入研钵中,加入固态碱进行研磨。若闻到有氨的刺激性气味,说明样品中含有N 溶液 取少量溶液注入试管中,再加入浓的碱液,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)注意:N的检验方法是将检测固体与浓碱共热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。不能直接加热检测固体,因为不是所有的铵盐分解都会产生氨气,如NH4NO3 N2O↑+2H2O。 应用化学 农业上常使用铵态氮肥,如硫酸铵、硝酸铵等。铵态氮肥应放于阴凉处密封保存。使用时不要与碱性物质(如草木灰)混合使用,以免发生反应而使肥效失效。 1.铵态氮肥为什么应放于阴凉处密封保存? 提示:因为铵态氮肥受热易分解。 2.写出硝酸铵与氢氧化钠溶液发生反应的离子方程式。 提示:N+OH-===NH3·H2O。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)NH4Cl受热分解,所以可用加热的方法分离NH4Cl和NaCl。( ) (2)向某溶液中加入稀NaOH溶液,湿润的红色石蕊试纸不变蓝,则原溶液中一定无N。( ) √ × (3)检验溶液中是否含有N:取少量试液于试管中,加入NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体。( ) (4)NH4HCO3与足量NaOH溶液共热时,发生反应的离子方程式为N+OH- NH3↑+H2O。( ) √ × 2.以下性质不属于铵盐的通性的是 (　　) A.易溶于水　　　　　　 B.含有N C.可分解放出氮气 D.能与碱反应放出氨气 解析:铵盐多为无色晶体,易溶于水,均含有N,都能与碱反应放出氨气,A、B、D项属于铵盐的通性。 √ 3.(2024·徐州期末)检验试管中盛有的少量白色固体是铵盐的方法是 (　　) A.加氢氧化钠溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,看试纸是否变蓝 B.将固体加热,产生的气体通入紫色石蕊溶液中,看是否变红 C.加水溶解,用pH试纸测溶液的酸碱性 D.加入氢氧化钠溶液,加热,再滴入酚酞溶液 √ 解析:检验铵盐的方法:将某固体与强碱共热,若产生有刺激性气味的气体,且该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则原固体为铵盐,A项正确。 4.只用一种试剂就能鉴别NaCl、NH4Cl、Na2SO4三种溶液,此试剂是 (　　) A.HCl　 B.NaOH　 C.Ba(OH)2　 D.Na2CO3 √ 解析:加入一种试剂时,与题目中的三种溶液产生不同的现象,即可鉴别三种试剂。HCl与NaCl、NH4Cl、Na2SO4三种溶液均不反应,现象相同,无法鉴别,A与题意不符;NaOH与NH4Cl反应生成刺激性气味的氨气,与NaCl、Na2SO4不反应,现象相同,无法鉴别,B与题意不符;Ba(OH)2与NH4Cl反应生成刺激性气味的氨气,与NaCl不反应,与Na2SO4反应生成白色沉淀,现象不同,可以鉴别,C符合题意;Na2CO3与NaCl、NH4Cl、Na2SO4三种溶液各自混合后,均无明显现象,现象相同,无法鉴别,D与题意不符。 5.已知A为正盐,根据下列变化进行推断: (1)推断A、B、C、D的化学式: A　　　 　　,B　　　, C　　　　,D　　　。 (NH4)2CO3 NH3 BaCO3 CO2 解析:由溶液与NaOH溶液加热生成气体B,且气体B遇HCl冒白烟,可知B为NH3,A中含有N,气体D无色、无味,能使澄清石灰水变浑浊,D为CO2,逆推C为BaCO3,可知A中含有C或HC,但A为正盐,则A为(NH4)2CO3。 (2)写出①②变化的离子方程式: ① 。 ② 。 解析:由溶液与NaOH溶液加热生成气体B,且气体B遇HCl冒白烟,可知B为NH3,A中含有N,气体D无色、无味,能使澄清石灰水变浑浊,D为CO2,逆推C为BaCO3,可知A中含有C或HC,但A为正盐,则A为(NH4)2CO3。 Ba2++C===BaCO3↓,N+OH- NH3↑+H2O BaCO3+2H+===Ba2++H2O+CO2↑ 氨气的实验室制法 新知探究(二) 导学设计 氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。 为探究氨气的制备方法及其性质,某化学兴趣小组对氨气的制备和性质实验进行了改进,其装置中的abcdef均为注射器(部分)。 1.B装置中注射器c装有浓氨水。若将浓氨水注入氢氧化钠固体,即可制备氨气。请你结合氨水的性质等知识,说明产生氨气的原因。如果将氢氧化钠固体换成氧化钙固体,其他不变,还能产生氨气吗? 提示:氨水中存在NH3·H2O N+OH-,氢氧化钠固体溶于水的过程是放热的,温度升高能够促使NH3·H2O分解放出氨气。氧化钙与水反应也产生热量,所以也可以产生氨气。 2.打开K2,关闭其他开关,将注射器c的浓氨水慢慢注入试管中,看到注射器b中的现象是什么?若关闭K1,K2,K4,K6,打开K3,K5,如何判断C装置中的烧瓶已经收集满氨气?待烧瓶中充满氨气,关闭K5,打开K6,将会观察到哪些现象? 提示:注射器b中产生大量白烟,因为NH3+HCl===NH4Cl,白烟为NH4Cl的固体小颗粒。待注射器e中棉团上的酚酞变红,说明氨气已经收集满。关闭K5,打开K6,f中的湿润的红色石蕊试纸变为蓝色。 3.装置C为喷泉实验装置。若烧杯中的水换成氯化铁溶液,则喷泉实验开始后,可在烧瓶中看到什么现象? 提示:可看到美丽的红褐色喷泉,因为生成了氢氧化铁沉淀。 4.某同学根据铵盐受热分解的性质,认为可以采用加热NH4Cl来制备氨气,你认为正确吗?为什么? 提示:不正确。NH4Cl分解得到NH3和HCl,两种气体在试管口遇冷,反应又生成NH4Cl,得不到氨气。 1.发生装置:固体+固体 气体,与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同。 2.净化装置:通常用碱石灰干燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。 [系统融通知能] 3.收集方法:向下排空气法收集,试管口塞一团疏松的棉花团,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:用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。 5.尾气处理:多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸,常采用的装置: [典例]　实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制取氨气,如图A和B是常用的气体发生装置。 (1)实验室制氨气时反应的化学方程式是_____________________ 　 , 应选用的装置是　　;若改用浓氨水和NaOH固体制氨气,应选用的装置是　 。  2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑ A B [解析]　实验室制氨气时利用熟石灰与氯化铵加热反应制取,反应的化学方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑,反应需要加热,应选用的装置是A;若改用浓氨水和NaOH固体制氨气,由于不需要加热,应选用的装置是B。 (2)为了得到干燥的氨气,实验室常使用　　　　作干燥剂(请从碱石灰、浓硫酸、氯化钠中选出一种物质)。  [解析]　氨气是碱性气体,因此为了得到干燥的氨气,实验室常使用碱石灰作干燥剂,氯化钠不能作干燥剂。 碱石灰 (3)在制取后,如果要干燥氨气,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 D.碱石灰 E.固体CaO F.无水CaCl2 [解析]　NH3可以用B、D、E干燥。 BDE (4)为防止环境污染,以下装置(盛放的液体为水)可用于吸收多余NH3的是　　　(填序号)。  [解析]　装置①没有出气导管,装置③易引起倒吸。 ②④ |思维建模|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来制备NH3。 (2)浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法:固体NaOH溶于水放出大量的热,会促使氨水分解,而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2,同时反应放热,也会促使氨水分解,故可在常温下向固体NaOH或CaO中滴加浓氨水来制备NH3。 反应装置图分别为 1.(2024·青岛高一期末)设计以下实验制备并收集干燥纯净的氨气。下列分析错误的是 (　　) A.仪器口连接顺序为a→e→d→c→b B.上述实验缺少尾气吸收装置 C.生石灰与水反应并且放出热量,促使氨气逸出 D.干燥管中的碱石灰可用无水氯化钙代替 [题点多维训练] √ 解析:由题意可知,仪器口连接顺序为a→e→d→c→b,故A正确;氨气有毒,尾气应该吸收处理,故B正确;生石灰与水反应并且放出热量,可以促进氨气逸出,故C正确;无水氯化钙可以和氨气反应,故不能用无水氯化钙干燥氨气,故D错误。 2.某学习兴趣小组探究氨气的制取实验: (1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气,其中最合理的是　　　(填字母,下同)。  A.将氯化铵固体加热分解 B.将浓氨水滴入氢氧化钠固体中 C.将氢氧化钠固体加入浓氨水中 D.将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中 B 解析:加热氯化铵产生氯化氢和氨气,遇冷又转化为氯化铵固体,不能制取氨气;用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时,将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作,而且节约氨水的用量;氨气极易溶于水,若用稀溶液制取,产量较少。 (2)根据上述正确的原理,该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气,适宜的装置是　　。  解析:根据所给试剂看,不需要加热条件。 C (3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据,下列性质与收集方法无关的是　　　。  ①密度　②颜色　③溶解性　④热稳定性 ⑤与氧气反应 解析:收集气体可采用排空气法(密度、气体不能被氧气氧化等),也可采用排水法(不易溶于水),与其他性质无关。 ②④ (4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置,其中可行的是　,集气的原理是____________________________________________________ 　 。  解析:氨气极易溶于水,采用向下排空气法收集。 d 利用氨气密度小于空气,采用短管进氨气,长管出空气,即可 收集氨气 常见气体的实验室制法 命题热点 1.常见气体的制备原理 气体 反应原理 O2 ①2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ ②2KClO3 2KCl+3O2↑ ③2H2O2 2H2O+O2↑ H2 Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ CO2 CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O Cl2 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O NH3 Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O SO2 Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+H2O+SO2↑ 续表 2.常见气体实验室制备的发生装置 反应装置类型 装置图 适用气体 固、固加热型 O2、NH3等 固、液加热或 液、液加热 Cl2 固、液不加热 O2、H2、CO2、SO2等 续表 3.常见气体的净化 气体 所含杂质 净化剂 净化装置 CO2 HCl 饱和碳酸氢钠溶液 Cl2 HCl 饱和食盐水 CO2 SO2 饱和碳酸氢钠溶液 SO2 HCl 饱和亚硫酸氢钠溶液 CO CO2或H2O 碱石灰 N2 O2 灼热的铜网 续表 4.常见气体的收集方法 收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集原理 气体难溶于水 与空气不反应且密度比空气大 与空气不反应且密度比空气小 收集装置 适用气体 O2、H2、 NO、CH4 Cl2、CO2、SO2、NO2 H2、NH3 5.尾气处理方法 通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用仪器有: (1)吸收溶解度较小的尾气(如Cl2、SO2等)用图A装置。 (2)吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用图B或C装置。 (3)CO、NO等气体可用收集于塑料袋(气球)中的方法除去,CO还可用点燃法除去,如图D或E。 1.用下面的试剂与反应装置制备气体,能满足“随开随制、随关随停”要求的是 (　　) [题点多维训练] 选项 试剂 反应装置 A 碳酸钠固体与稀硫酸 B 二氧化锰与过氧化氢溶液 C 浓硝酸与铜片 D 锌粒与稀硫酸 √ 解析:用碳酸钠固体与稀硫酸反应制备CO2时,碳酸钠易溶于水,反应无法停止,A项不符合题意;二氧化锰是粉末无法被阻隔在有孔塑料板上,反应不能停止,B项不符合题意;浓硝酸具有挥发性,不能使用长颈漏斗,应该用分液漏斗盛放与滴加,C项不符合题意;锌粒与稀硫酸反应制备H2时,若关闭弹簧夹,试管内气压增大,可把稀硫酸压回长颈漏斗而使稀硫酸与锌粒脱离,从而使反应停止,D项符合题意。 2.(2024·河北卷)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选) (　　) 选项 气体 试剂 A SO2 饱和Na2SO3溶液+浓硫酸 B Cl2 MnO2+浓盐酸 C NH3 固体NH4Cl+熟石灰 D CO2 石灰石+稀盐酸 √ 解析:利用固体NH4Cl和熟石灰混合加热制取氨气,反应物均为固体,若利用题给图示装置进行实验,反应生成的水会冷凝回流至圆底烧瓶内,使烧瓶炸裂,该实验通常在试管中进行,实验时需使试管口稍向下倾斜,防止生成的水回流使试管受热不均匀而炸裂,C符合题意。 3.用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是 (　　) A.用图2所示装置制取少量氨气 B.用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HCl C.选择合适的试剂,用图4所示装置可分别制取、收集少量CO2、NO和O2 D.用图3所示装置制取少量纯净的CO2气体 √ 解析:收集氨气不能用橡皮塞塞住试管口,否则会因压强过大而导致实验事故,可以在试管口塞一团棉花,图示装置不合理,A错误;除去HCl可以用饱和食盐水,洗气时应该“长进短出”,图1所示装置合理,B正确;NO易与空气中的O2反应生成NO2,不能用排空气法收集,C错误;纯碱为粉末状固体,易溶于水,不能使反应随时停止,应选碳酸钙与盐酸反应制取少量CO2,D错误。 4.一套装置可以用于制备多种气体,根据如图“套装”回答下列问题。 (1)若使用如图所示装置制备干燥的SO2气体: ①A中盛液体的玻璃仪器名称是　 　　　,实验开始后A中反应的化学方程式为　 。  分液漏斗 Na2SO3+H2SO4(浓) ===Na2SO4+SO2↑+H2O ②B装置的作用是　　　　;C装置的作用是　　　　　 　。  ③E装置中固体试剂为　　　 。  防倒吸 干燥SO2气体 碱石灰 (2)若使用如图所示装置制备干燥的Cl2: ①A中反应的化学方程式为________________________________ 　 。  ②B装置为除去Cl2中混有的HCl,则B装置盛装试剂为　　　　　,如何改进装置:　　　　 　　　;C装置的作用是　　　　。  2KMnO4+16HCl(浓) ===2KCl+ 2MnCl2+5Cl2↑+8H2O[或KClO3+6HCl(浓) ===KCl+3Cl2↑+3H2O] 饱和食盐水 导管“长进短出” 干燥Cl2 常见氮肥及其使用　 氮氧化物的无害化处理 新知探究(三) (一)常见氮肥及其使用 1.氮肥分类:主要有 氮肥、 氮肥和 。 2.氮肥使用 铵态 氮肥 ① 保存,深施盖土,避免 。 ②不可以跟 性物质(如草木灰等)混合使用 铵态 硝态 尿素 低温 受热 碱 硝态 氮肥 ①硝态氮肥包括硝酸钠、硝酸钙等, 溶于水。 ②N不易被以带 电荷为主的土壤胶粒吸附,在潮湿的土壤中流动性大, 被植物吸收。 ③在土壤湿度大的情况下,硝酸根离子经微生物作用可还原成气体(NO、N2O、N2)逸出,这种反硝化作用往往导致硝态氮肥的损失 易 负 容易 续表 尿素 分子式为 ,是一种 色晶体,含氮约46.7% 适用范围:尿素是一种中性肥料,适用于各种土壤和作物。 原理:施用尿素后,土壤中的微生物将其吸收,使其水解成碳酸铵或碳酸氢铵,缓慢释放氨气被作物吸收利用 续表 CO(NH2)2 白 3.化学肥料的利与弊 (1)化学肥料为增加 作出了重要的贡献。 (2)长期使用化肥的土壤,容易 、板结。 (3)化肥使用不当,会引起环境问题。 粮食产量 酸化 (二)氮氧化物的无害化处理 1.氮氧化物:氮氧化物(NOx)是大气污染物,主要包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)。 2.含氮物质的主要来源 (1)化石燃料的 。 (2)硝酸生产等产生的 处理不当。 (3)机动车辆尾气排放等。 燃烧 工业废气 3.主要危害 (1)NO2会形成酸雨。 (2)氮氧化物与臭氧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 。 [微点拨]　酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。 光化学烟雾 4.减少汽车尾气危害的措施 (1)安装汽车尾气净化装置,将NOx转化为无污染的氮气;净化装置中NO、CO在催化剂作用下反应的化学方程式为 。 (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。 2NO+2CO N2+2CO2 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)草木灰和氨态氮肥混合使用效果更好。( ) (2)尿素是目前固态氮肥中含氮量最高的化肥。( ) (3)NO和NO2都是大气污染物,能直接危害人体健康。( ) (4)酸雨主要由大气中的SO2和NO2溶于水而形成。( ) (5)汽车尾气中的氮氧化物和碳氢化合物是造成光化学烟雾的元凶。( ) [题点多维训练] × √ √ √ √ 2.施用氮肥能促进作物生长,并能提高作物中蛋白质的含量。下列关于氮肥的说法错误的是 (　　) A.尿素CO(NH2)2是一种氮肥 B.储存碳酸氢铵时,应密封并置于阴凉通风处 C.铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合施用 D.氮肥溶于水,其中的氮元素均以铵离子形式存在 √ 解析:尿素CO(NH2)2是一种农村常用的高效的氮肥,故A正确;由于碳酸氢铵在温度较高时易分解,则储存碳酸氢铵时,应密封并置于阴凉通风处,故B正确;铵态氮肥水解呈酸性,碳酸钾水解呈碱性,二者混合可发生相互促进的水解生成氨气而降低肥效,故C正确;氮元素在尿素中以分子态形式存在,不是铵离子,故D错误。 3.光化学烟雾是一次污染物(如氮的氧化物、碳氢化合物等)发生光化学反应后生成的二次污染物,主要含有臭氧、过氧硝酸酯等。下列有关光化学烟雾的说法不正确的是 (　　) A.光化学烟雾对人体没有危害 B.汽车尾气是造成光化学烟雾的主要原因之一 C.光化学烟雾具有氧化性 D.光化学烟雾一般出现在强日照条件下 √ 解析:光化学烟雾对人眼睛、鼻、咽喉、气管和肺等呼吸器官有刺激作用,对人体有危害,故A错误;汽车尾气中含有氮氧化物、CO和未燃烧的碳氢化合物等,根据光化学烟雾是氮氧化物与碳氢化合物等一次污染物发生光化学反应后生成的二次污染物可知,汽车尾气是造成光化学烟雾的主要原因之一,故B正确;光化学烟雾中氮氧化物化合价可以降低,具有氧化性,故C正确;根据光化学烟雾是氮氧化物与碳氢化合物等一次污染物发生光化学反应后生成的二次污染物可知,光化学烟雾一般出现在强日照条件下,故D正确。 4.雾霾的形成与大气中的氮有关,作用机理如图。下列说法正确的是 (　　) A.NOx仅来自大气固氮 B.上述过程中只发生氧化还原反应 C.控制农业上氨的排放可以减少雾霾 D.硝酸铵是含氮量最高的氮肥 √ 解析:化工生产以及燃料的燃烧也会生成NOx,故A错误;氨气和硝酸的反应不存在化合价变化,不属于氧化还原反应,故B错误;减少氨的排放可以减少硝酸铵的形成,有利于减少雾霾,故C正确;硝酸铵的铵根离子、硝酸根离子均含有N,含氮量约为35%,但是尿素含氮量更高,约为46.7%,故D错误。 5.(1)汽车尾气中含有CO、NO等多种污染物,已成为城市空气的主要污染源。汽车尾气中的NO是如何产生的?请推测可能的原因,并写出有关反应的化学方程式。 发动机气缸工作时产生高温,导致气缸空气中的氮气被氧化而产生NO,反应的化学方程式为N2+O2 2NO。 (2)某研究团队设计的处理流程如下: ①过程Ⅰ:加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30 ℃,通入空气将氨赶出并回收。请用离子方程式表示加NaOH溶液时所发生的反应:　　　　　 　　　　　　　。  解析:加入氢氧化钠,与铵根离子在加热条件下反应生成氨气。 N+OH- NH3↑+H2O ②过程Ⅱ:在微生物的作用下实现N→N→N的转化,称为硝化过程。在碱性条件下,N被氧气氧化成N的总反应的离子方程式为　 。  解析:在碱性条件下N被氧气氧化成N,同时氧气被还原成H2O。 N+2OH-+2O2===N+3H2O ③过程Ⅲ:在一定条件下向废水中加入甲醇(CH3OH),实现HNO3→N→N2的转化,称为反硝化过程。1 mol HNO3完全转化成N2,转移的电子数是　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。  解析:硝酸完全转化为N2时,N元素化合价由+5价转化为0价,根据电子守恒可知转移的电子为5 mol,即转移的电子数为5NA。 5NA 课时跟踪检测 (选择题每小题3分,本检测满分60分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 √ 12 1.化学与环境密切相关,下列说法错误的是 (　　) A.CO2、NO2、SO2都会导致酸雨的形成 B.NO、NO2等氮氧化物是光化学烟雾的主要污染物 C.生石灰能与SO2反应,可作煤燃烧时的脱硫剂 D.汽车排气系统中的三元催化器可减少尾气(CO、NOx、碳氢化合物)污染 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 解析:溶解CO2的雨水为正常雨水,而NO2或SO2都会导致酸雨的形成,故A错误;氮的氧化物可导致光化学烟雾发生,则NO2、NO含氮氧化物是光化学烟雾的主要污染物,故B正确;生石灰在加热条件下能与SO2反应生成CaSO3,则煤燃烧时加入生石灰可起到脱硫作用,故C正确;CO、NOx、碳氢化合物在三元催化器中可生成N2和CO2,减小对环境的污染,故D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 2.下列因果关系错误的是 (　　)   原因 结果 A 植树造林 温室效应 B SO2和NO2大量排放 酸雨 C 汽车尾气的大量排放 光化学烟雾 D 含氮、磷等生活废水的大量排放 赤潮 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:温室效应主要是由于大气中CO2含量的不断增加造成的,植树造林能降低大气中CO2的浓度,缓解温室效应;SO2和NO2等酸性气体的大量排放,会导致酸雨;汽车尾气中含氮氧化物、碳氢化合物,可引起光化学烟雾;氮、磷等营养元素可使水体富营养化,引起赤潮。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 3.可用于铵根离子检验的一组试剂是 (　　) A.NaOH溶液、蓝色石蕊试纸 B.NaOH溶液、稀硫酸 C.盐酸、红色石蕊试纸 D.NaOH溶液、浓盐酸 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:向溶液中加入NaOH溶液后加热产生氨气,但用湿润的蓝色石蕊试纸无法检测,A错误;向溶液中加入NaOH溶液后加热产生氨气,但是与稀硫酸反应没有现象,无法检测,B错误;向溶液中加入盐酸,N与HCl不反应,无氨气放出,C错误;向溶液中加入NaOH溶液后加热产生氨气,浓盐酸具有挥发性,NH3和HCl反应生成NH4Cl产生白色的烟,可以检验氨气,D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 4.为了检验某固体物质中是否含有N,你认为下列试纸和试剂可用到的是(　　) ①蒸馏水　②NaOH固体　③红色石蕊试纸　 ④蓝色石蕊试纸　⑤稀硫酸 A.①②④ B.②③ C.①②③ D.①③⑤ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:检验固体物质中的N时,为便于反应,通常将固体先溶于水,然后加入强碱溶液、加热,逸出的NH3用湿润的红色石蕊试纸检验,所以应选择①②③,故选C。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 5.检验N的方法:向未知物中加强碱、加热,再用湿润的红色石蕊试纸检测气体产物。该检验过程中不涉及的反应是(　　) A.N+OH- NH3↑+H2O B.NH3+H+===N C.NH3+H2O NH3·H2O D.NH3·H2O N+OH- 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:N+OH- NH3↑+H2O是铵盐与碱反应,故A不选;NH3+ H+===N是氨气与酸反应,本题没有提供酸,故B选;NH3+H2O NH3·H2O是铵盐与碱反应生成的氨气在水中生成一水合氨的平衡,故C不选;NH3·H2O N+OH-是铵盐与碱反应生成的氨气在水中生成一水合氨,一水合氨电离的平衡,故D不选。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 6.下列关于氮肥的说法正确的是 (　　) A.硫酸铵与石灰混用肥效增强 B.所有铵态氮肥中,氮元素化合价都是-3价 C.使用碳铵应深施盖土 D.尿素属于铵态氮肥 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:将硫酸铵与碱性物质熟石灰混合施用时会放出氨气而降低肥效,故A错误;铵态氮肥中,氮元素化合价在铵根离子中是-3价,如果含有硝酸根离子是+5价,如硝酸铵,故B错误;碳酸氢铵受热容易分解,易溶于水,使用碳铵应深施盖土,避免肥效损失,故C正确;尿素属于有机氮肥,不属于铵态氮肥,故D错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 3 7.下列关于实验室制取氨气的说法不正确的是 (　　) A.可用浓盐酸检验氨气 B.可用浓硫酸干燥氨气 C.可用向下排空气法收集氨气 D.可将浓氨水滴入盛有生石灰的烧瓶中制取氨气 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 3 解析:浓盐酸有挥发性,其挥发出的HCl气体遇到氨气可产生白烟,故可用浓盐酸检验氨气,A说法正确;浓硫酸可以吸收氨气生成硫酸氢铵或硫酸铵,故不能用浓硫酸干燥氨气,B说法不正确;氨气的密度比空气小且不与空气中的主要成分发生反应,故可用向下排空气法收集氨气,C说法正确;生石灰与水反应放出大量的热,浓氨水受热可发生分解生成氨气,故可将浓氨水滴入盛有生石灰的烧瓶中制取氨气,D说法正确。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 8.(2024·深圳高一期末)某同学用下列实验装置探究氨气与氧气的反应,观察到d中产生“白烟”。下列叙述不正确的是 (　　) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 A.装置连接顺序为a→c→b→d→e B.实验前应先检查装置气密性 C.装置c的作用是干燥氨气 D.装置d中“白烟”为NH4NO3固体颗粒 解析:根据题意可知,装置连接顺序为a→c→b→d→e,故A正确;实验前应先检查装置气密性,故B正确;装置c的作用是除去CO2和H2O,同时得到氧气,故C错误;装置d中“白烟”为NH4NO3固体颗粒,故D正确。 √ √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 9.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点,下列关于三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是 (　　) A.加热时,①中上部汇集了NH4Cl固体 B.加热时,②中溶液红色变深,冷却后变浅 C.加热时,③中溶液变红,冷却后红色褪去,体现SO2的氧化性 D.三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:加热时NH4Cl固体分解生成NH3和HCl,封管上部温度较低,两种气体又在管上部化合生成NH4Cl固体,A正确;加热时NH3·H2O分解,氨水浓度减小,碱性减弱,溶液红色变浅,冷却后,NH3在溶液中的溶解度增大,氨水浓度增大,碱性增强,溶液红色变深,B错误;SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,加热时,溶液变红,说明SO2对物质的漂白是可逆的,因而这种变红或褪去不能体现SO2的氧化性,C错误;三个“封管实验”均是在对比加热和冷却这两个不同条件下物质的变化,不符合可逆反应的定义,D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 10.某同学鉴别NH4HCO3、NH4Cl、KCl三种化肥的过程如下所示,其中试剂甲和乙分别可能是 (　　) A.甲:Ca(OH)2溶液;乙:稀盐酸 B.甲:水;乙:NaOH溶液 C.甲:NaOH溶液;乙:水 D.甲:稀盐酸;乙:NaCl溶液 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:NH4HCO3和NH4Cl能与碱反应产生NH3,所以试剂甲不可能是H2O或稀盐酸,排除B、D;NH4HCO3、NH4Cl中只有NH4HCO3能与稀盐酸反应生成气泡(CO2),故A符合。 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 3 11.研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是 (　　) A.雾和霾的分散剂相同 B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂 D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:雾的分散剂是空气,分散质是水;霾的分散剂是空气,分散质是固体颗粒;因此雾和霾的分散剂相同,A正确;由题图可知,氮氧化物和二氧化硫转化为铵盐形成无机颗粒物,进而形成雾霾,因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵,B正确;NH3作为反应物参加反应转化为铵盐,因此氨气不是形成无机颗粒物的催化剂,C错误;氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关,由于氮肥会释放出氨气,因此雾霾的形成与过度施用氮肥有关,D正确。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12.(12分)某化学实验小组同学利用如图所示装置制备氨气,并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答下列问题。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (1)装置A中发生反应的化学方程式为______________________ 　 。  (2)用装置B收集氨气时,氨气的进气口是　　(填“a”或“b”),理由是　  。  (3)打开装置B上止水夹c,继续通入氨气,若观察到烧瓶内产生了红色喷泉,则说明氨气具有的性质是　　 　　　、________________ 　　　　　　　　 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O a 氨气的密度比空气的小,用向下排空气法收集 极易溶于水 与水反应生成碱 。  1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 高阶思维训练(选做题) 13.(15分)人类的农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料生产,某化学兴趣小组利用如图装置探究氨的相关性质。 已知:①装置A用于制备NH3; 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 ②参阅资料:Cu、Cu2O均为红色固体,其中Cu2O能溶于氨水,生成无色溶液,在空气中立即被氧化成蓝色[Cu(NH3)2]2+,而Cu不与氨水反应。 (1)装置D的作用: 。 (2)甲同学认为该实验装置不严谨,应在装置D后再连接一个装有CaCl2固体的球形干燥管,其目的是______________________________ 　　 　。  防止空气中的水分进入装置D 检验是否有水生成 干扰实验 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (3)实验开始时,先点燃装置　　(填“A”或“C”)的酒精灯,一段时间后再点燃另一装置的酒精灯。实验结束发现:C中粉末完全变红,D中无水硫酸铜变蓝,还产生一种单质气体。为进一步确定红色固体物质,乙同学提出假设:①红色固体为Cu单质;②红色固体为Cu2O;③　　　　　　　　　　　。  A 红色固体为Cu和Cu2O 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 设计实验操作:取反应后的红色固体物质于洁净试管中,向其中滴加足量氨水并充分振荡,观察到溶液变为蓝色,固体有剩余。丙同学为验证乙同学的假设,取CuO固体4.00 g重复上述加热实验,反应后装置C中得红色固体3.52 g。请结合上述信息,写出NH3与CuO反应的化学方程式:　　　　　　　　 　　　。  5CuO+2NH3 2Cu2O+Cu+N2+3H2O　 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析:加热时,先点燃装置A处的酒精灯,使生成的氨气充满装置C的硬质玻璃管,再点燃装置C的酒精灯,根据提出假设的逻辑关系,假设③:红色固体为Cu和Cu2O。取反应后的红色固体物质于洁净试管中,向其中滴加足量氨水并充分振荡,观察到溶液变为蓝色,固体有剩余,说明产物有Cu2O、Cu,D中无水硫酸铜变蓝,说明有水产生,还产生一种单质气体,依据原子守恒,该气体为氮气,即氨气还原CuO生成H2O、Cu2O、Cu和N2,取CuO固体4.00 g,即=0.05 mol,重复加热实验,反应后 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 装置C中得红色固体3.52 g,减少的氧原子的物质的量等于生成的水的物质的量为=0.03 mol,依据反应前后O原子守恒,生成的Cu2O的物质的量为0.02 mol,化学方程式为5CuO+2NH3 2Cu2O+ Cu+N2+3H2O。 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (4)已知,将SO2通入BaCl2溶液中,无明显现象。如图若将生成的NH3与SO2同时通入BaCl2溶液中,产生白色沉淀,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若向a处通入___　　　　(填字母),在E中也能产生白色沉淀,其白色沉淀为 。  A.CO2　　　B.N2　　　C.Cl2 2NH3+SO2+BaCl2+H2O===2NH4Cl+BaSO3↓ C BaSO4 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 3 16 解析:氯气能将二氧化硫氧化为硫酸根离子,硫酸根离子与钡离子结合生成硫酸钡白色沉淀。 综合提能强训(二)　氮、硫及其化合物之间的相互转化融通练 $$