專題06含氮化合物的合理利用

?題型oi鍍鹽的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)

?題型02氨氣的實驗室制備

?題型03常見霞肥及其應(yīng)用

?題型04氮氧化物的污染與處理

■舉一反三■

?題型01鍍鹽的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)

知識積累

1.鏤鹽的物理性質(zhì)

錢鹽都是宜色固體，均易溶于水。

2.鏤鹽的化學(xué)性質(zhì)

（1）受熱易分解

NH4C1=^=NHaT+HCl；NH4HCO3=^=NHJ+HT+CO2T

（2）與堿溶液反應(yīng)

NH4++OH-=^=NHj+HzO

3.NH］的檢驗

向鏤鹽溶液中加入強堿溶液,加熱，產(chǎn)生無色氣體,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗,試紙變藍(lán)色。

（2）實驗探究

亶濕潤咆紅色

液石蕊餅紙

麟二葭

實驗裝置

a3

錢鹽溶液NH4cl溶液NH4NO3溶液（NH4）2SC>4溶液

現(xiàn)象試管中有氣泡產(chǎn)生，試紙變藍(lán)

結(jié)論錢鹽與強堿反應(yīng)生成氨氣，離子方程式為__NH去+OH-=￡=NH3t+H2O

①檢驗鏤根離子的存在

應(yīng)用

②制取氨

【典例1】關(guān)于錢鹽的敘述：①絕大多數(shù)鍍鹽易溶于水；②鏤鹽中氮元素均為-3價；③錢鹽受熱易分解;

④錢鹽都只能跟堿反應(yīng)，不能跟酸反應(yīng)；⑤鍍態(tài)氮肥不宜跟堿性物質(zhì)如草木灰混合施用。其中正確的是

A.①②③④⑤B.③④⑤C.①③⑤D.①②④

【答案】C

【解析】①絕大數(shù)鏤鹽易溶于水，故①正確；

②鏤鹽中氮元素不一定都是一3價，如NH4NO3,氮元素化合價為一3、+5價，故②錯誤；

③錢鹽不穩(wěn)定，受熱易分解，故③正確；

④鏤鹽都能與堿反應(yīng)，部分錢鹽也能與酸反應(yīng)，如NH4HCO3、(NH4)2CC)3等弱酸鏤鹽，故④錯誤；

⑤鏤態(tài)氮肥不能與草木灰混合使用，發(fā)生雙水解反應(yīng)，造成N元素的損失，故⑤正確；

綜上所述，①③⑤正確，即選項C正確；

答案為C。

【典例2】檢驗鍍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，再滴入酚麟溶液

D.加入氫氧化鈉溶液，加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口檢驗

【答案】D

【解析】利用鏤鹽與強堿溶液共熱反應(yīng)生成氨氣及氨氣的性質(zhì)檢驗，將NaOH溶液加到該物質(zhì)中，加熱后

產(chǎn)生的氣體若能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，就可以確定該物質(zhì)中含鏤鹽，故D項正確。

【變式1-1】用酒精燈給裝有少量下列固體的試管加熱，試管底部固體能完全消失的是

A.KMnO4B.NaHCO3C.NH4C1D.CaCO3

【答案】C

【解析】A.KMnO”受熱分解得到銹酸鉀、二氧化錦和氧氣，因此試管里面有固體剩余，A不符合；

B.NaHCOs受熱分解得到碳酸鈉、水和二氧化碳，因此試管里面有固體剩余，B不符合；

C.NH4cl受熱分解生成氨氣和氯化氫氣體、氨氣和氯化氫氣體又結(jié)合生成氯化按固體析出在試管壁上、

因此試管底部無固體剩余，C符合；

D.CaCOs受熱分解生成氧化鈣和二氧化碳，因此試管里面有固體剩余，A不符合；

答案選C。

【變式1-2］只用一種試劑就能將NH4CI、(NH4)2SO4>NaCl、Na2sO4，四種溶液區(qū)別，這種試劑是

A.NaOH溶液B.AgNCh溶液C.Ba(OH)2溶液D.BaCb溶液

【答案】C

【解析】A.氫氧化鈉溶液能與NH4cl溶液或(NH4)2SC>4溶液產(chǎn)生有刺激氣味的氣體，現(xiàn)象相同，且與NaCl

溶液或Na2sO4溶液不反應(yīng)，則無法鑒別四種溶液，故A錯誤；

B.AgNCh溶液與這四種溶液混合均會產(chǎn)生白色沉淀，現(xiàn)象相同，無法鑒別，故B錯誤；

C.氫氧化鋼溶液與(NH4)2SC)4溶液混合能產(chǎn)生白色沉淀和有刺激性氣味的氣體，與NH4cl溶液混合產(chǎn)生有

刺激性氣味的氣體，與NaCl溶液混合無現(xiàn)象，與Na2s。4溶液混合能產(chǎn)生白色沉淀，能鑒別四種溶液，故

C正確；

D.氯化/溶液能與(NH4)2SC>4溶液及Na2s。4溶液均產(chǎn)生白色沉淀，現(xiàn)象相同，無法鑒別，故D錯誤；

故答案為C。

【變式1-3］下列說法正確的是

A.所有鍍鹽均易溶于水

B.鏤鹽中的N不一定均呈-3價

C.錢鹽作氮肥時，與生石灰混用的效果更好

D.檢驗鏤鹽中含有NH；的操作是：取少量某鹽放入試管中，加入稀氫氧化鈉溶液，將濕潤的紅色石蕊試

紙放在試管口

【答案】B

【解析】A.大部分鍍鹽都是易溶于水的，但也有少數(shù)錢鹽是難溶于水的，如重鈾酸錢，故A錯誤；B.錢

鹽中的N不一定均呈-3價，如硝酸鏤中的N即有+5價也有-3價，故B正確；C.錢鹽作氮肥時，與生石灰

混用，會產(chǎn)生氨氣，減少氮元素吸收，效果更差，故C錯誤；D.檢驗鏤鹽中含有NH；操作時，放入試管

中是濃的氫氧化鈉溶液，故D錯誤；答案B。

【變式1-4】碳酸氫鏤(NH4HCO3)性質(zhì)不穩(wěn)定，受熱易分解為CO”NH3(強烈刺激性氣味的氣體)和H?。,

可用作食品膨松劑，其水溶液呈堿性。請回答下列問題：

已知：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2Oo

(1)NH4HCO3屬于(填“酸”“堿”或“鹽”)，其在水中的電離方程式為=充分加熱

79gNH4HCO3,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為,最終生成gCO2oNaHCO3也是一種

常見的食品膨松劑，與NaHCOj相比，NH4HCO3作食品膨松劑的不足之處為。

(2)菜農(nóng)有時會將碳酸氫錢放在蔬菜大棚內(nèi)，并將碳酸氫錢置于高處，加入稀鹽酸，再將大棚密封，發(fā)生

反應(yīng)的離子方程式為-生成的CO,可促進植物光合作用，增加蔬菜產(chǎn)量，將碳酸氫錢與稀鹽酸

置于大棚高處反應(yīng)的原因可能是。

(3)NH4HCO3與足量的NaOH溶液共熱會有NH3生成，該反應(yīng)的離子方程式為(填標(biāo)號)。

-

A.NH4+OH^=NH3T+H2O

B.NHi+HCO；+OH^^=NH3T+CO2t+H2O

C.HCO；+0H-^=C02T+H20

△

D.NH：+HC0；+20ITNH3T+CO^+2H,0

【答案】⑴鹽NH4HCO3=NH：+HCO;NH4HCO3—CO2T+NH3T+H2O44會

產(chǎn)生強烈刺激性氣味的氨氣，從而給食品帶來不良風(fēng)味

+

(2)HCO；+H=CO2t+H2Oco?密度比空氣大

(3)D

【解析】(1)NHRCO3由鏤根陽離子和酸根構(gòu)成，屬于鹽，其在水中的電離方程式為

NH4HCO3=NH：+HCO；,NH4HCO3受熱分解產(chǎn)生二氧化碳、氨氣和水，化學(xué)方程式為：

△人人79g

NH4HCO3^C02T+NH3T+H.0,79gNH.HCO3的物質(zhì)的量為寸—=lmol,生成ImolCO,,質(zhì)量

79g/mol

為lmolx44g/mol=44g,與NaHCC)3相比，NH4HCO3作食品膨松劑的不足之處為會產(chǎn)生強烈刺激性氣味的氨

氣，從而給食品帶來不良風(fēng)味。

+

(2)碳酸氫錢加入稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳和水，離子方程式為：HCO；+H=CO2T+H2O,生成的CO?

可促進植物光合作用，增加蔬菜產(chǎn)量，將碳酸氫鏤與稀鹽酸置于大棚高處反應(yīng)的原因可能是CO?密度比空

氣大。

(3)NHRCO3與足量的NaOH溶液共熱，鏤根和碳酸氫根都可以和氫氧根反應(yīng)，會有NH3和Na2c。3生

成，離子方程式為：NH：+HCO；+2OH--NH3T+CO；-+2H2Oo

?題型02氨氣的實驗室制備

知識積累

1.反應(yīng)原理：利用復(fù)分解反應(yīng)強堿制弱堿

實驗室用固體氯化鐵和氫氧化鈣制取氨氣：2NHQ+Ca(OH)2==合==?2。什2皿什2也0。

2.藥品的選擇：

①鏤鹽：制取NH3時，一般用NH4cl而不用NH4NO3、(NH4)2SC>4或(NH4)2CC>3，原因如下：

鏤鹽不選用的理由

NH4NO3受熱分解，會發(fā)生爆炸，不安全

(NH4)2SO4與Ca(OH)2反應(yīng)時生成CaSO4，反應(yīng)物呈塊狀，不利于NH3逸出，且反應(yīng)后試管難清洗

(NH4)2CO3受熱分解會產(chǎn)生CO2，使收集到的NH3不純

②堿：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH,因為NaOH或KOH易吸水結(jié)塊，而且加熱時對玻璃儀器腐

蝕性較強。

3.實驗裝置

(1)制取裝置：固一固反應(yīng)加熱裝置(同制。2)

NH4cl和收集方法：向下排空氣法

Ca(OH)2

棉花作用：防止空氣與NH對流，用水

或稀硫酸浸濕即可吸收多條的NH3

反應(yīng)原理：Ca（OH）2+2NH4Cl=CaCl2+2NH31+2H2O

驗滿：濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)

①發(fā)生裝置的試管口略向下傾斜；

②加熱溫度不宜過高，并用酒精燈外焰由前向后逐漸加熱。

（2）凈化裝置——用堿石灰（或固體NaOH、固體CaO）干燥除水

堿石灰1I

NH堿石灰

3|L

【特別提醒】不能用濃H2s。4、CaCb干燥，CaCb與N%反應(yīng)：CaCl2+8NH3=CaCl2-8NH3o

（3）收集方法：向下排空氣法收集。

收集裝置和反應(yīng)裝置的試管和導(dǎo)管必須是干燥的。由于氨氣的密度比空氣小，因此收集氨氣時，導(dǎo)管應(yīng)插

入接近試管的底部。

（4）驗滿方法:

①用濕潤的紅色石蕊試紙放置在試管口附近，若變藍(lán)，說明己經(jīng)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(jīng)收集滿。

（5）尾氣處理：多余的氨要吸收掉（可在導(dǎo)管口放一團用水或稀硫酸浸濕的棉花球）,以避免污染空氣。

但多余氣體在尾氣吸收時要防止倒吸。常采用的裝置有:

水

：C14

4.氨氣的簡易制法

方法化學(xué)方程式（或原理）氣體發(fā)生裝置

畬濃氨水

氨水具有不穩(wěn)定性和揮發(fā)性,受熱易分解。

a1

加熱濃氨水

化學(xué)方程式為NHyHoQ===NHaT+H2。

將濃氨水滴入固體NaOH溶于水放熱,促使氨水分解。且OH-濃

NaOH中度的增大有利于NH3的生成

D

由八leechnri

CaO與水反應(yīng)，使溶劑(水)減少;反應(yīng)放熱,促

將濃氨水滴入固體

使氨水分解。化學(xué)方程式為曬比0+

CaO或堿石灰中

CaO===NHW+Ca(OH)2

B.

D.

【答案】B

【解析】A.氯化鏤加熱分解生成氨氣和HCL在試管口化合生成氯化錠，不能制備氨氣，應(yīng)選錢鹽與堿加

熱制備，故A錯誤;

B.濃氨水與CaO混合后放熱，使氨氣逸出，圖中固液反應(yīng)裝置可制備氨氣，故B正確;

C.氨氣的密度比空氣密度小，應(yīng)采用向下排空氣法收集，導(dǎo)管短進長出可收集氨氣，故C錯誤;

D.氨氣極易溶于水，應(yīng)該防倒吸，漏斗不能插入到液面以下，故D錯誤;

故選B。

【變式2-1］面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑,

A.①③B.②③

C.①④D.②④

【答案】A

【解析】①氯化核固體受熱分解生成氯化氫和氨氣，氯化氫和氨氣在試管口遇冷生成氯化核，則題給裝置

不能制得氨氣，故錯誤；②濃氨水與氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鈣、氨氣和水，則題給裝置能制得氨氣，故正

確；③氫氧化鈣固體與氯化核固體共熱反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水，實驗時，為防止生成的水倒流導(dǎo)致試

管受熱不均炸裂，試管口應(yīng)略向下傾斜，故錯誤；④濃氨水不穩(wěn)定，受熱易分解生成氨氣和水，則題給裝

置能制得氨氣，故正確；①③錯誤，故選A。

【變式2-2］天然腦砂含少量NH4Cl,《唐本草》記載腦砂入藥可以散瘀消腫。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計下列步驟制

取NH4Cl,并進行天然腦砂含量的測定。請回答相關(guān)問題：

步驟I：用氨氣與適量氯氣反應(yīng)制取NH4Q。

（1）裝置A中儀器X的名稱為；若用濃鹽酸與MnO?反應(yīng)制取氯氣，則該反應(yīng)的離子方程

式為O

（2）要得到干燥純凈的氯氣，C的作用是0

（3）氨氣與適量氯氣混合反應(yīng)可生成NH4cl和一種無污染的氣體，利用E裝置模擬該反應(yīng)，氨氣應(yīng)從

（填"f'或"g"）通入，反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

步驟n：天然腦砂中NH4cl含量的測定。

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量腦砂，與足量的氧化銅混合，如圖所示進行實驗。

已知:2NH4cl+3CuO=3Cu+N2T+2HC1T+3H2O。

腦砂和氧化銅

濃硫酸堿石灰

GH

（4）為完成NH4cl含量的測定，請完成下列實驗步驟：加熱前，稱量H裝置的總質(zhì)量；當(dāng)觀察到G中不

再有氣泡冒出時，停止加熱，冷卻，?

（5）如果不用J裝置，測出NH4cl的含量將（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

+2+

【答案】（1）圓底燒瓶MnO2+4H+2Cr=Mn+Cl2T+2H2O

（2）除去氯氣中的氯化氫氣體

（3）f8NH3+3C12=N2+6NH4C1

（4）稱量H裝置的總質(zhì)量

（5）偏高

【解析】A中濃鹽酸與MnC>2加熱制備氯氣，C中盛放飽和食鹽水除氯氣中的氯化氫，用B中的濃硫酸干

燥氯氣，為使氨氣和氯氣充分混合，由f管向E中通入氨氣、由g管向E中通入氯氣，氨氣和氯氣在E中

反應(yīng)生成氯化錫和氮氣。

（1）根據(jù)裝置圖，裝置A中儀器X的名稱為圓底燒瓶；濃鹽酸與MnO?加熱生成氯化鎰、氯氣、水，該反

應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cr=Mn"+Cl2T+2H2O。

（2）濃鹽酸與MnO?反應(yīng)制取的氯氣中含有雜質(zhì)氯化氫，要得到干燥純凈的氯氣，需要除去氯氣中的氯化

氫，C中盛飽和食鹽水，作用是除去氯氣中的氯化氫氣體；

（3）氨氣與適量氯氣混合反應(yīng)可生成NH4cl和一種無污染的氣體，根據(jù)元素守恒，該氣體是氮氣，反應(yīng)方

程式為8NH3+3CL=N2+6NH4C1；氯氣的密度大于氨氣，為使氯氣和氨氣充分混合，氨氣應(yīng)從f通入；

（4）堿石灰吸收2NH4C1+3CUO23CU+N2個+2HC1T+3H2。反應(yīng)生成的氯化氫，H反應(yīng)前后的質(zhì)量差即反

應(yīng)生成氯化氫的質(zhì)量，從而計算出NH4cl的含量，所以實驗步驟為：加熱前，稱量H裝置的總質(zhì)量；當(dāng)觀

察到G中不再有氣泡冒出時，停止加熱，冷卻，稱量H裝置的總質(zhì)量。

（5）如果不用J裝置，H可能吸收空氣中的二氧化碳、水，使計算出的氯化氫質(zhì)量偏大，測出NH4cl的含

量將偏高。

?題型03常見氮肥及其應(yīng)用

【典例4】下列物質(zhì)含氮量最高的是

A.硫鏤B.碳鏤C.硝鏤D.尿素

【答案】D

【解析】硫錢為（NH4）2SC>4,碳錢為NH4HCO3,硝鏤為NH4NO3,尿素為CO（NH2）2,將碳錢改寫為

（NH4）2（HCO3）2.則四種物質(zhì)分子式中均含有2個N原子，相對分子質(zhì)量越小，氮元素含量越高，相對分子

質(zhì)量：（NH4）2（HCO3）2>（NH4）2SO4>NH4NC>3>CO（NH2）2，故CO（NH2）2的含氮量最高；

故答案為D。

【典例5】含氮量是衡量肥效的指標(biāo)之一，常見氮肥：CO（NH2）2（尿素）、NH4NO3和（NHjSC>4

（1）NH4NO3中含有的化學(xué)鍵包括=

（2）設(shè)計實驗檢驗上述化肥樣品混合物中的硫酸根離子0

（3）寫出錢態(tài)氮肥保存或施用時注意事項（任寫一點）o

【答案】（1）離子鍵和共價鍵

（2）取化肥樣品溶于水，加入足量稀鹽酸后，無沉淀，再加入氯化鋼，若產(chǎn)生白色沉淀，證明固體樣品中

含有硫酸根

（3）保存：避光避熱；施用：不與堿性物質(zhì)一同使用，深施蓋土

【解析】（1）NH4NO3中鏤根離子和硝酸根離子含有離子鍵，錢根內(nèi)部N和H原子、硝酸根內(nèi)部N和。

原子存在共價鍵，故答案為：離子鍵和共價鍵；

（2）檢驗硫酸根離子的實驗方案為取化肥樣品溶于水，加入足量稀鹽酸后，無沉淀，再加入氯化鋼，若產(chǎn)

生白色沉淀，證明固體樣品中含有硫酸根離子，故答案為：取化肥樣品溶于水，加入足量稀鹽酸后，無沉

淀，再加入氯化鋼，若產(chǎn)生白色沉淀，證明固體樣品中含有硫酸根離子；

（3）鍍鹽受熱易分解，且能與堿反應(yīng)放出氨氣，所以鏤態(tài)氮肥保存或施用時注意事項為，保存：避光避熱;

施用：不與堿性物質(zhì)一同使用，深施蓋土，故答案為：保存：避光避熱；施用：不與堿性物質(zhì)一同使用，

深施蓋土。

【變式3-1】關(guān)于氮肥的說法正確的是

A.尿素屬于錢態(tài)氮肥B.植物吸收氮肥屬于氮的固定

C.使用碳鏤應(yīng)深施蓋土D.硫錢與石灰混用肥效增強

【答案】C

【解析】A.尿素屬于中不存在鐵根，是共價化合物，不是鍍態(tài)氮肥，A錯誤；B.游離態(tài)的氮元素轉(zhuǎn)化為化

合態(tài)的過程是氮的固定，因此植物吸收氮肥不屬于氮的固定，B錯誤；C.碳鏤受熱易分解，因此使用碳鏤

應(yīng)深施蓋土，C正確：D.硫鏤與石灰混用會生成硫酸鈣和一水合氨，肥效會降低，D錯誤，答案選C。

【變式3-2】人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開氮肥，科學(xué)合理使用氮肥，不僅能提高化肥的使用率，而且能夠更好地保

護環(huán)境，回答下列問題：

（1）某小組在實驗室模擬以NE為原料，制備少最硝態(tài)氮肥Ca（NC>3）2,轉(zhuǎn)化途徑如下（轉(zhuǎn)化所需試劑及條

件已略去）：

NH3->N0->N02-HNO3—^->Ca（NO3）2

①寫出實驗室用NH4cl和消石灰共熱制備氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式：。

②寫出NH3發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成NO的化學(xué)方程式：o

③將HNC>3轉(zhuǎn)化為Ca（NC>3）2,列舉兩種不同類別的化合物M：（寫化學(xué)式）。

（2）NHRCO3是一種鏤態(tài)氮肥，需陰涼處保存，原因是（用化學(xué)方程式表示）。

（3）過渡施用氮肥將導(dǎo)致大氣中NH3含量增高，加劇霧霾的形成。（NHJ2SO4,是霧霾的成分之一，其

形成過程如圖所示（轉(zhuǎn)化所需試劑及條件已略去）:

燃料AS0—?X?Y

燃燒2

—(NH4)2SO4

日事H2O

尿素——-——>NH3

①X可能是so3或

②尿素CO（NH2）2是一種常用有機氮肥，緩慢與H2。發(fā)生非氧化還原反應(yīng)釋放出NH3和另外一種氣體，該

反應(yīng)的化學(xué)方程式為O

AA

【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)=CaCl2+2NH3T+2H2O4NH3+5O24NO+6H.O

催化劑

Ca(OH),、CaCO3

(2)NH4HCO3=NH3T+H2OT+CO2T

(3)H2so3CO(NH2)?+H2O=2NH3T+CO2t

【分析】氨氣和氧氣催化反應(yīng)生成一氧化氮，一氧化氮和氧氣生成二氧化氮，二氧化氮和水生成硝酸，硝

酸和氫氧化鈣或碳酸鈣生成硝酸鈣；

二氧化硫和氧氣在一定條件下生成三氧化硫，三氧化硫和水生成硫酸，硫酸和氨氣生成硫酸鏤；二氧化硫

和水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸可以被氧氣氧化為硫酸；

【解析】(1)①實驗室用NH4cl和消石灰共熱反應(yīng)生成氨氣和水、氯化鈣，化學(xué)反應(yīng)方程式：

2NH4C1+Ca(OH),=CaCl2+2NH3T+2H,Oo

A

②NH3發(fā)生催化氧化和氧氣反應(yīng)生成NO和水，化學(xué)方程式：4NH+5O—=4NO+6HO

32催化劑2O

③將HNC>3為強酸，能和氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Ca(NC>3)2故化合物M為Ca(OH)2、CaCO3

或CaO；

(2)碳酸氫錢在溫度較高的情況下，可以分解生成氨氣、二氧化碳、水；故反應(yīng)的方程式為：

A人人人

；

NH4HCO3=NH3T+H2Ot+co2T

(3)①由分析可知，二氧化硫經(jīng)過兩步反應(yīng)生成硫酸，最終生成硫酸鏤，故X可以是SO3或H2s。3；

②尿素CO(NH2)2緩慢與H2O發(fā)生非氧化還原反應(yīng)釋放出NH3,根據(jù)質(zhì)量守恒可知，生成另一種氣體為CO2,

故反應(yīng)的方程式為：(。

CONH2)2+H2O=2NH3T+CO2T

【變式3-3】細(xì)菌可以促使鐵、氮兩種元素進行氧化還原反應(yīng)，并耦合兩種元素的循環(huán)。耦合循環(huán)中的部分

轉(zhuǎn)化如下圖所示。

（2）氮肥是水體中氨態(tài)氮的主要來源之一,氨氣是生產(chǎn)氮肥的主要原料,工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為o

（3）硝化過程中，含氮物質(zhì)發(fā)生_____（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)。

（4）氨態(tài)氮與亞硝態(tài)氮可以在氨氧化細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)化為氮氣。該反應(yīng)中，當(dāng)產(chǎn)生0.02mol氮氣時，轉(zhuǎn)移

的電子的物質(zhì)的量為mole

（5）NO是大氣污染氣體，測定某氣體樣品中NO含量操作如下：將2L氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中,

使NO完全被氧化為NO］。向上述反應(yīng)后溶液中加入30mL0.1mol-LTFeSC>4溶液（過量），充分反應(yīng)后，多

余Fe2+與3.5mL、0.1morL-RChCh恰好反應(yīng)。NO被H2O2氧化為NO；的離子方程式是。上述過程

2++3+2++3+3+

中發(fā)生下列反應(yīng)：3Fe+NO-+4H=NOT+3Fe+2H2O；Cr2O^'+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H2Oo則氣樣中

NO的含量為mg/Lo（保留計算過程）

【答案】（1）a

催化劑

（2）N,+3H,U2NH3

高溫高壓

（3）氧化

（4）0.06

+

（5）2NO+3H2O2=2NO；+2H+2H2O4.5mg/L

【分析】硝酸根被還原可轉(zhuǎn)化為氮氣，也可以與亞硝酸根相互轉(zhuǎn)化，亞硝酸根被還原也可以轉(zhuǎn)化為氮氣，

亞硝酸根與鐵根離子反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為氮氣，銹根離子和鐵離子反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為氮氣，底也可轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，土

壤中Fe2+、Fe3+可相互轉(zhuǎn)化，據(jù)此解答。

【解析】（1）將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮稱為氮的固定，則N2轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮屬于氮的固定，故答案

為a；

催化劑

（2）工業(yè)上氮氣和氫氣化合生成氨氣，反應(yīng)的方程式為：N+3H2NH；

22高溫高壓3

（3）硝化過程中，含氮物質(zhì)中N元素化合價由低價態(tài)轉(zhuǎn)化為高價態(tài)，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故答案為:

氧化；

B

(4)在氨氧化細(xì)菌的作用下，NH；與NO]可以轉(zhuǎn)化為氮氣，發(fā)生反應(yīng)為：NH：+NO；?N2T+2H2O,

生成ImoINz轉(zhuǎn)移3moi電子，據(jù)此計算當(dāng)產(chǎn)生0.02mol氮氣時，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.06mol；

(5)NO被H2O2氧化為NO3的離子方程式是：2N0+3H2C)2=2NO]+2H++2H2。；消耗KzCnO7的物質(zhì)的量

是3.5xl0-4moi,根據(jù)方程式可知，多余的亞鐵離子的物質(zhì)的量是6x3.5xl0-4moi,因此與硝酸根反應(yīng)的亞

鐵離子物質(zhì)的量為3.0xl0-3mol-6x3.5xl0-4mol=9xl0-4mol,則消耗硝酸根離子的物質(zhì)的量是3.0xl0-4mol,

則氣樣中NO的含里為----------------mg/L=4.5mg/Lo

?題型04氮氧化物的污染與處理

知識積累

1.氮氧化物的危害

(1)光化學(xué)煙霧：NO工在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。

(2)酸雨：NO工排入大氣中，與水反應(yīng)生成HNO3和HNC)2，隨雨雪降到地面。硝酸型酸雨的形成過程如

圖：

0雨水

NO一①2—NO2—鬲THNO3

寫出圖中標(biāo)號所對應(yīng)的化學(xué)方程式：

①2NO+O2—2NO2。

②3NO2+H2O=2HNOa+NO。

(3)破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。

2.預(yù)防和控制氮氧化物的污染

(1)為汽車安裝尾氣凈化裝置。將NO,轉(zhuǎn)化為中性的、無污染的氮氣。凈化裝置里含有鈿(Pd)等金屬元素

催化劑，尾氣通過凈化裝置后，其中的有害氣體NO、CO轉(zhuǎn)化為無害氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：

2NO+2c。產(chǎn)化劑N,+2cO2

(2)使用以液化天然氣(LNG)或高效燃料電池作為動力的新型環(huán)保汽車。

(3)題目中常見的NO工尾氣處理方法：

①堿液吸收法

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

②氨氣吸收法：

在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2),化學(xué)方程式為8NH3+6NO2謔翳72+12^0,

4NH3+6NO5N2+6H2O0

【典例5】環(huán)保意識是重要的公民意識，下列環(huán)境問題與氮氧化物無關(guān)的是

A.酸雨B.光化學(xué)煙霧C.溫室效應(yīng)D.臭氧層空洞

【答案】c

【解析】酸雨、光化學(xué)煙霧、臭氧層空洞與氮氧化物有關(guān)，溫室效應(yīng)與二氧化碳或甲烷有關(guān)，故c符合題

忌、O

綜上所述，答案為C。

【典例6］汽車尾氣凈化裝置“催化轉(zhuǎn)化器”是防止尾氣(含一氧化碳、氮氧化物等氣體)污染的有效方法，能

使尾氣中的一氧化碳和氮氧化物發(fā)生反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體。

(1)汽車尾氣中易造成光化學(xué)煙霧的物質(zhì)是o

a.氮氧化物b.二氧化碳c.一氧化碳

(2)寫出催化轉(zhuǎn)化器中，一氧化碳和一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)下列措施中有利于控制城市空氣污染的是o

a.推廣電動汽車b.加快煤炭開采和使用c.開發(fā)和使用氫能

(4)可利用CH4等氣體除去煙氣中的氮氧化物，生成物為可參與大氣循環(huán)的氣體，請寫出CH,與NO反應(yīng)

的化學(xué)方程式o

(5)采用NaOH溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：2NO2+2NaOH=NaNC>2+

1

NaNO3+H2O?若反應(yīng)時消耗了10L0.1molL-的NaOH溶液，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量______mol。

催價齊

【答案】⑴a(2)2NO+2co里JN2+2CO2⑶ac(4)CH4+4NO=CO2+2H,0+2N2

(5)0.5

【解析】(1)汽車尾氣中含有的氮的氧化物如NO、NO2造成大氣的污染會產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，因此選a；

(2)在催化轉(zhuǎn)化器中，一氧化碳和一氧化氮反應(yīng)產(chǎn)生CO2、N2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NO+2col鱉四

N2+2CO2;(3)a項，推廣電動汽車能夠減少SO?、NO、NO2等污染物的產(chǎn)生，因此有助于控制城市空氣

污染，符合題意；b項，加快煤炭開采和使用會產(chǎn)生SO?等污染物，不利于保護環(huán)境，不符合題意；c項,

開發(fā)和使用氫能，由于H2燃燒產(chǎn)生H2O,無污染物的產(chǎn)生，而且H2O又是制取用的原料，因此既滿足了

人類對能量的需求，也保護了環(huán)境，符合題意；故合理選項是ac；(4)CH4與NO反應(yīng)產(chǎn)生CO2、N2、

H2O,根據(jù)電子守恒、原子守恒可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CH4+4NO=CO2+2H2O+2N2；(5)10L0.1mol-L

t的NaOH溶液中含有NaOH的物質(zhì)的量?(NaOH)=0.1mol-L-^lOL=1mol,根據(jù)方程式可知：存在關(guān)系

式：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNC)3+H2O,轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量等于氫氧化鈉物質(zhì)的量的二分之一,

反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量0.5molo

【變式4-1】工業(yè)廢水中的氨氮(以NH3、NH：形式存在)，可通過微生物法或氧化法處理，使水中氨氮達(dá)到

國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

(1)微生物法:酸性廢水中的部分NH：在硝化細(xì)菌的作用下被氧氣氧化為NO；,NO；再與NH；作用生成N?。

①NH：轉(zhuǎn)化為NO］的離子方程式為。

②NO；與NH：在轉(zhuǎn)化為N2的反應(yīng)中消耗NO］與NH：的物質(zhì)的量之比為。

(2)次氯酸鈉氧化法：向氨氮廢水中加入NaClO,氨氮轉(zhuǎn)化為N?而除去。

①NaClO氧化NH3的離子方程式為o

②一定pH下，NaClO的投加量對污水中氨氮去除率的影響如圖所示。當(dāng)加(NaClO):〃z(NH3)>7.7時，總

氮的去除率隨加(NaClO):加(NE)的增大不升反降的原因是。

100F/?■*

%

、9o

樹

魅

由8O氨氮去除率

總氮去除率

701----------1----------1----------1--------1_

7.07.47.88.28.6

w(NaC10)：m(NH3)

(3)活性炭-臭氧氧化法：活性炭-臭氧氧化氨氮的機理如圖所示。*表示吸附在活性炭表面的物種，。H為

羥基自由基，其氧化性比更強。

①活性炭-臭氧氧化氨氮的機理可描述為=

②其它條件不變調(diào)節(jié)廢水的pH,廢水中氨氮去除率隨pH的變化如圖所示。隨pH增大氨氮去除率先明顯

增大，后變化較小，可能的原因是o

78910111213

PH

硝化細(xì)菌

+

【答案】(1)NH：+2O2NO；+H2O+2H3：5

(2)3C1O-+2NH3=3Cr+N2+3H2ONaClO將部分氨氮氧化為NO：、NO；留在廢水中

(3)與活性炭表面吸附的OT作用生成QH,OH將活性炭表面吸附的NH；轉(zhuǎn)化為N2隨pH增大,

活性炭上吸附的OIT增多，生成QH增多；pH繼續(xù)增大時，OH一將NH：轉(zhuǎn)化為NH3,不利于活性炭對氨

氮的吸附

【解析】(1)①NH：轉(zhuǎn)化為NO；,N元素化合價從-3升高到+5價，氧元素從0價降低到-2價，則按得

硝化細(xì)菌

+

失電子數(shù)守恒、電荷守恒、元素質(zhì)量守恒得離子方程式為NH；+20?NO；+H2O+2Ho

②NO］與NH；在轉(zhuǎn)化為N2的反應(yīng)中，NO；中N元素化合價從+5降低到0價，NH；中N元素化合價從-3

升高到0價，按得失電子數(shù)守恒、消耗NO；與NH：的物質(zhì)的量之比為3：5。

(2)①CK