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第三单元　含氮化合物的合理使用
[核心素养发展目标]　1.能从物质的类别、氮元素价态的角度，预测铵盐的性质与转化，掌握铵盐的物理性质和化学性质，提高宏观辨识与模型认知能力。2.能够根据铵盐的性质提出探究问题，并会设计实验探究氨气的制法、铵根离子的检验等，培养科学探究与创新意识。3.理解氮氧化物(NO、NO2)的来源和性质，认识氮氧化物对人体健康、社会可持续发展可能带来的双重影响。
一、铵盐的性质
1．铵盐的性质
通常把由______离子与______离子形成的______化合物称为铵盐，大多为无色、易溶于水的晶体。
(1)实验探究
实验装置及操作
现象 试管中固体________，试纸变蓝 固体__________，产生______________气体，试管口有_______生成 试管中__________，试纸变蓝
结论 NH4HCO3分解产生____ ________ NH4Cl分解产生_______ NH4Cl和NaOH反应生成__________
(2)铵盐的化学性质
(3)NH的检验
①原理
②操作方法
取少量固体样品(或溶液)于试管中，加入______________溶液，加热，用_____________靠近试管口(或将蘸有____________的玻璃棒靠近试管口)，试纸________(或产生白烟)，则证明固体样品(或溶液中)含有NH。
2．氨气的实验室制法
(1)氨气的实验室制法
①制备原理
铵盐(NH4Cl)与强碱[Ca(OH)2]反应生成NH3，其化学方程式________________________
___________________________________________________________________________。
②实验装置
固体＋固体→气体
或
③收集和验满
收集：NH3极易溶于水，密度比空气小，可以用________________收集。
验满：利用NH3的性质检验是否收集满。
把湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变______；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有______产生。
特别提醒　①因为NH3为碱性气体，且能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3，所以不能用浓硫酸、无水氯化钙、P2O5等代替碱石灰干燥NH3。②收集NH3时，试管口处的棉花可减缓NH3与空气的对流。
(2)氨气的简易制法
方法及装置 原理及化学方程式
氨水具有__________和__________，受热易分解。 化学方程式为_______________________________
NaOH固体具有吸水性，溶于水放出大量的热，促使氨水分解。 CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为____________________________ ______________________________________________
(1)加热盛有NH4Cl的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华(　　)
(2)NH4Cl受热分解，所以可用加热的方法分离NH4Cl和NaCl(　　)
(3)某同学根据铵盐受热分解的性质，认为可以采用加热NH4Cl的方法来制取氨(　　)
(4)由于氨极易溶于水，所以多余的氨可以用导管直接插入水中进行吸收(　　)
(5)氨可以用浓硫酸来进行干燥(　　)
1．铵盐受热分解都能放出氨气，对吗？
2．试设计一个简单的实验，证明某白色固体是铵盐。
1．下列关于铵盐的叙述正确的是________(填序号)。
①所有铵盐中，氮元素化合价都是－3；②绝大多数铵盐都易溶于水；③铵态氮肥不宜与碱性肥料混合施用；④铵盐都是由离子构成的化合物；⑤铵盐都能与碱反应，不能与酸反应；⑥铵盐受热分解一定都会产生氨气
2．氨是化学实验室常需制取的气体。实验室也可以用下列两种方法快速制备NH3：
方法一：加热浓氨水。
方法二：将浓氨水滴入生石灰(或碱石灰)固体中。
(1)请写出上述两方法中发生反应的化学方程式(原理)。
(2)根据上述原理，该小组欲用下列装置制取氨，方法一应选择________(填字母，下同)，方法二应选择______。
(3)下图是该小组设计收集氨气的几种装置，其中可行的是________(填字母)，集气的原理是________________________________________________________________________。
二、常见氮肥及其使用　氮氧化物的无害化处理
1．常见氮肥及其使用
(1)常见氮肥
氮肥 主要成分 注意事项
铵态氮肥 含NH、NH4HCO3、(NH4)2SO4 ______保存、深施盖土；不可以跟______物质(如草木灰)混合
硝态氮肥 NaNO3、Ca(NO3)2等 NO不易被以带________为主的土壤胶粒所吸附，在潮湿的土壤中__________，容易被植物吸收。但土壤湿度大时，易被微生物还原为气体逸出，发生_______________导致硝态氮肥流失
尿素 CO(NH2)2白色晶体 ______有机氮肥，被微生物水解成____________或____________，缓慢释放______被吸收利用，在农作物需肥期前4～8天施用。由于尿素肥效高、易保存、使用方便、长期使用对土壤的破坏作用小，是目前使用量最大的一种氮肥
(2)合理使用氮肥
①长期使用化肥的土壤容易______、______。
②部分肥料随着雨水流入河流和湖泊，水中的肥料会使细菌、藻类迅速生长，并消耗水中的氧气，严重时导致水中含氧量减少，许多水生生物随之死亡、腐烂，水质下降。
2．氮氧化物的无害化处理
(1)氮氧化物的来源
氮氧化物(NOx)是大气污染物，主要包括：____________、____________。__________的燃烧、________生产等工业废气，机动车的尾气等都产生大量的氮氧化物产生大气污染。
(2)氮氧化物的危害
①酸雨：NO2HNO3，随雨水降落的硝酸会危害动植物和建筑物等。
②光化学烟雾：臭氧与氮氧化物和一些______________在紫外线照射下发生反应形成光化学烟雾。具有特殊气味，刺激眼睛，对人体健康和植物生长有很大危害。
(3)预防和控制氮氧化物的污染
①减少化石燃料使用并进行脱硝处理，积极寻找替代能源。
②合理处理工业废气，减少有害气体排放。
③汽车尾气：以甲醇、液化气代替汽油，安装汽车尾气净化装置。如：2NO＋2CON2＋CO2，使用液化天然气或高效燃料电池等方法，减少汽车尾气的排放。
(1)草木灰含钾元素和铵态氮肥混用效果更好(　　)
(2)目前广泛使用的肥料有尿素、复合化肥(　　)
(3)尿素是目前固态氮肥中含氮量最高的一种化肥(　　)
(4)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(　　)
(5)“温室效应”加剧所带来的环境问题是形成光化学烟雾(　　)
(6)严格控制汽车尾气的排放，可有效减少氮氧化物对大气的污染(　　)
请根据氮肥的特性回答下列问题：
(1)为什么硝态氮肥不宜在高温天气、多雨的水田区施用，而多用于冷凉的旱地？
(2)为什么适应在pH较高的石灰性土壤中生长的植物优先使用硝态氮肥，而适应在酸性土壤中生长的植物优先使用铵态氮肥？
1．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使用
D．氮肥溶于水，其中的氮元素均以铵根离子形式存在
2．(1)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：________________________________________________。
(2)若某工厂排出废气中NO2的含量为0.5%(体积分数)，则处理1.0×103 m3(标准状况)这种废气，需要________ kg氨气(计算结果保留2位小数)。
1．中办、国办在第二轮中央生态环保督察启动之际印发了《中央生态环境保护督察工作规定》。可见国家对环境保护的重视程度。
下列环境问题与产生的主要原因不相符的是(　　)
①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的
②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的
③“温室效应”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的
④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的
A．只有①② B．只有②③
C．全部 D．只有②
2．下列关于铵盐的叙述中不正确的是(　　)
A．常温下，大多都是易溶于水的晶体
B．可用作氮肥
C．热稳定性差，加热分解时一定产生NH3和酸
D．跟强碱共热时，有氨气放出
3．(2022·山东郓城县第一中学月考)下列氮肥属于复合肥料的是(　　)
A．CO(NH2)2 B．(NH4)2SO4
C．NH3·H2O D．KNO3
4．在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．NO2是该过程的中间产物
B．汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO
C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
D．催化转化总反应式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
5．氨气是化学实验室常需制取的气体。实验室制取氨气通常有两种方法：①用固体氢氧化钙与氯化铵共热；②在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水反应。
(1)下面的制取装置图中，方法①应选用装置____(填“A”或“B”，下同)，方法②应选用装置________。
(2)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
(3)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是_______________________________________
___________________________________________________________________________。
第三单元　含氮化合物的合理使用
一、
1．铵根　酸根　离子　(1)逐渐减少　逐渐减少　有刺激性气味　白色固体　有刺激性气味气体产生　NH3　NH3　NH3　(2)NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O　NH4ClNH3↑＋HCl↑　NaOH＋NH4ClNH3↑＋NaCl＋H2O　NH＋OH－NH3↑＋H2O　(3)①变蓝　白烟　②浓氢氧化钠　湿润的红色石蕊试纸　浓盐酸　变蓝
2．(1)①2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　③向下排空气法　蓝色　白烟　
(2)不稳定性　挥发性　NH3·H2ONH3↑＋H2O　NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
正误判断
(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
深度思考
1．不对。有的铵盐受热分解不能放出氨气，如一定条件下NH4NO3受热分解成HNO3、N2和水。
2．取少量白色固体放在研钵中，再加入氢氧化钙固体，用研杵混合研磨，慢慢可以闻到刺激性气味，证明该固体为铵盐。
应用体验
1．②③④
解析　①硝酸铵中氮元素既有－3价又有＋5价，错误；②绝大多数铵盐都易溶于水，正确；③铵态氮肥中含有NH，能与OH－结合形成NH3·H2O，NH3·H2O受热分解产生氨并逸出，使铵态氮肥的肥效降低，因此不宜与碱性肥料混合施用，正确；④铵盐都是由铵根离子与酸根离子构成的，属于离子化合物，正确；⑤弱酸的铵盐(如碳酸铵等)能与酸反应，错误；⑥铵盐受热分解不一定生成氨气，如硝酸铵等，错误。
2．(1)方法一：NH3·H2ONH3↑＋H2O；
方法二：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2。
(2)D　C
(3)d　利用NH3的密度小于空气，采用短管进氨气，长管出空气的方法收集
二、
1．(1)低温　碱性　负电荷　流动性大　反硝化作用　中性　(NH4)2CO3　NH4HCO3　NH3　(2)①酸化　板结
2．(1)一氧化氮(NO)　二氧化氮(NO2)　化石燃料　硝酸　(2)②碳氢化合物
正误判断
(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√
深度思考
(1)硝态氮肥的特点：①易溶于水，②不易被土壤吸附，③湿度大的情况下易进行反硝化而损失，④受热易分解。
(2)硝态氮肥易溶于水，对作物吸收钙、镁、钾等养分无抑制作用，长期使用可有效改良碱性土壤。铵态氮肥在碱性环境中氨易挥发损失，作物吸收过量铵态氮对钙、钾的吸收有一定的抑制作用。
应用体验
1．D　[尿素[CO(NH2)2]是一种常用的高效的氮肥，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，B正确；铵态氮肥水解呈酸性，碳酸钾水解呈碱性，二者混合可相互促进水解生成氨气而降低肥效，C正确；氮元素在尿素中以分子形式存在，不是铵根离子，硝态氮肥中氮元素以NO形式存在，D错误。]
2．(1)8NH3＋6NO27N2＋12H2O
(2)5.06
解析　(2)尾气中二氧化氮含量为1.0×106 L×0.5%＝0.5×104 L，设需要氨气x mol，
6NO2　＋　8NH3　　7N2＋　12H2O
6×22.4 L　8 mol
0.5×104 L x mol
解得x≈297.62，则氨气的质量为297.62×17×10－3 kg≈5.06 kg。
随堂演练　知识落实
1．D　[“酸雨”主要是由空气中SO2或NOx的浓度增大引起的。]
2．C　[铵盐的共性：大多都易溶于水；与强碱加热反应生成氨气；受热易分解，但分解不一定都产生氨气；含有氮元素，可做氮肥；分析可知C不正确。]
3．D　[复合肥料是指同时含有两种或两种以上营养元素的肥料，KNO3含有钾元素和氮元素，属于复合肥料。]
4．C　[由题图可知：2NO＋O2===2NO2,2NO2＋4CO4CO2＋N2，NO2是该过程的中间产物，A项正确；汽车尾气的主要污染成分为有毒的CO和NO，B项正确；NO和O2在常温下就能反应生成NO2，C项错误；由图示可知，该反应过程分两步进行：2NO＋O2===2NO2、2NO2＋4CO4CO2＋N2，总反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，D项正确。]
5．(1)A　B　(2)B
(3)将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口，如试纸变蓝，说明气体已收集满
解析　A装置适用于固体与固体加热制气体，B装置适用于液体与固体(或液体)不加热制气体。NH3为碱性气体，只能用碱性干燥剂。检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。

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