專題06含氮化合物的合理利用

?題型oi鍍鹽的物理性質和化學性質

?題型02氨氣的實驗室制備

?題型03常見霞肥及其應用

?題型04氮氧化物的污染與處理

■舉一反三■

?題型01鍍鹽的物理性質和化學性質

知識積累

1.鏤鹽的物理性質

錢鹽都是宜色固體，均易溶于水。

2.鏤鹽的化學性質

（1）受熱易分解

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

（2）與堿溶液反應

NH4++OH-=^=NHj+HzO

3.NH］的檢驗

向鏤鹽溶液中加入強堿溶液,加熱，產生無色氣體,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗,試紙變藍色。

（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

現象試管中有氣泡產生，試紙變藍

結論錢鹽與強堿反應生成氨氣，離子方程式為__NH去+OH-=￡=NH3t+H2O

①檢驗鏤根離子的存在

應用

②制取氨

【典例1】關于錢鹽的敘述：①絕大多數鍍鹽易溶于水；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，不能跟酸反應；⑤鍍態氮肥不宜跟堿性物質如草木灰混合施用。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錢鹽不穩定，受熱易分解，故③正確；

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

⑤鏤態氮肥不能與草木灰混合使用，發生雙水解反應，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生成氨氣及氨氣的性質檢驗，將NaOH溶液加到該物質中，加熱后

產生的氣體若能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，就可以確定該物質中含鏤鹽，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溶液產生有刺激氣味的氣體，現象相同，且與NaCl

溶液或Na2sO4溶液不反應，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生白色沉淀，現象相同，無法鑒別，故B錯誤；

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

刺激性氣味的氣體，與NaCl溶液混合無現象，與Na2s。4溶液混合能產生白色沉淀，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溶液均產生白色沉淀，現象相同，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)性質不穩定，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,發生反應的化學方程式為,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)菜農有時會將碳酸氫錢放在蔬菜大棚內，并將碳酸氫錢置于高處，加入稀鹽酸，再將大棚密封，發生

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

置于大棚高處反應的原因可能是。

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

-

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

產生強烈刺激性氣味的氨氣，從而給食品帶來不良風味

+

(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成，屬于鹽，其在水中的電離方程式為

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

△人人79g

NH4HCO3^C02T+NH3T+H.0,79gNH.HCO3的物質的量為寸—=lmol,生成ImolCO,,質量

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生強烈刺激性氣味的氨

氣，從而給食品帶來不良風味。

+

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

可促進植物光合作用，增加蔬菜產量，將碳酸氫鏤與稀鹽酸置于大棚高處反應的原因可能是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，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.反應原理：利用復分解反應強堿制弱堿

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，會發生爆炸，不安全

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

(NH4)2CO3受熱分解會產生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

①發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：CaCl2+8NH3=CaCl2-8NH3o

（3）收集方法：向下排空氣法收集。

收集裝置和反應裝置的試管和導管必須是干燥的。由于氨氣的密度比空氣小，因此收集氨氣時，導管應插

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，說明己經收集滿。

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。

（5）尾氣處理：多余的氨要吸收掉（可在導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

方法化學方程式（或原理）氣體發生裝置

畬濃氨水

氨水具有不穩定性和揮發性,受熱易分解。

a1

加熱濃氨水

化學方程式為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，使溶劑(水)減少;反應放熱,促

將濃氨水滴入固體

使氨水分解。化學方程式為曬比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，圖中固液反應裝置可制備氨氣，故B正確;

C.氨氣的密度比空氣密度小，應采用向下排空氣法收集，導管短進長出可收集氨氣，故C錯誤;

D.氨氣極易溶于水，應該防倒吸，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生成氯化鈣、氨氣和水，實驗時，為防止生成的水倒流導致試

管受熱不均炸裂，試管口應略向下傾斜，故錯誤；④濃氨水不穩定，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。某學習小組設計下列步驟制

取NH4Cl,并進行天然腦砂含量的測定。請回答相關問題：

步驟I：用氨氣與適量氯氣反應制取NH4Q。

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

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可生成NH4cl和一種無污染的氣體，利用E裝置模擬該反應，氨氣應從

（填"f'或"g"）通入，反應的化學方程式為o

步驟n：天然腦砂中NH4cl含量的測定。

準確稱取一定質量腦砂，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裝置的總質量；當觀察到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

反應生成氯化錫和氮氣。

（1）根據裝置圖，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

應的離子方程式為MnO2+4H++2Cr=Mn"+Cl2T+2H2O。

（2）濃鹽酸與MnO?反應制取的氯氣中含有雜質氯化氫，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可生成NH4cl和一種無污染的氣體，根據元素守恒，該氣體是氮氣，反應方

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，氨氣應從f通入；

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

應生成氯化氫的質量，從而計算出NH4cl的含量，所以實驗步驟為：加熱前，稱量H裝置的總質量；當觀

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量偏大，測出NH4cl的含

量將偏高。

?題型03常見氮肥及其應用

【典例4】下列物質含氮量最高的是

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.則四種物質分子式中均含有2個N原子，相對分子質量越小，氮元素含量越高，相對分子

質量：（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之一，常見氮肥：CO（NH2）2（尿素）、NH4NO3和（NHjSC>4

（1）NH4NO3中含有的化學鍵包括=

（2）設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，錢根內部N和H原子、硝酸根內部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

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，且能與堿反應放出氨氣，所以鏤態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：不與堿性物質一同使用，

深施蓋土。

【變式3-1】關于氮肥的說法正確的是

A.尿素屬于錢態氮肥B.植物吸收氮肥屬于氮的固定

C.使用碳鏤應深施蓋土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，不是鍍態氮肥，A錯誤；B.游離態的氮元素轉化為化

合態的過程是氮的固定，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】人類農業生產離不開氮肥，科學合理使用氮肥，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，制備少最硝態氮肥Ca（NC>3）2,轉化途徑如下（轉化所需試劑及條

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反應方程式：。

②寫出NH3發生催化氧化反應生成NO的化學方程式：o

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

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

（3）過渡施用氮肥將導致大氣中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。發生非氧化還原反應釋放出NH3和另外一種氣體，該

反應的化學方程式為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和消石灰共熱反應生成氨氣和水、氯化鈣，化學反應方程式：

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

A

②NH3發生催化氧化和氧氣反應生成NO和水，化學方程式：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、碳酸鈣反應轉化為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，二氧化硫經過兩步反應生成硫酸，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發生非氧化還原反應釋放出NH3,根據質量守恒可知，生成另一種氣體為CO2,

故反應的方程式為：(。

CONH2)2+H2O=2NH3T+CO2T

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

轉化如下圖所示。

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

（3）硝化過程中，含氮物質發生_____（填“氧化”或“還原”）反應。

（4）氨態氮與亞硝態氮可以在氨氧化細菌的作用下轉化為氮氣。該反應中，當產生0.02mol氮氣時，轉移

的電子的物質的量為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］。向上述反應后溶液中加入30mL0.1mol-LTFeSC>4溶液（過量），充分反應后，多

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

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

中發生下列反應：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】硝酸根被還原可轉化為氮氣，也可以與亞硝酸根相互轉化，亞硝酸根被還原也可以轉化為氮氣，

亞硝酸根與鐵根離子反應可轉化為氮氣，銹根離子和鐵離子反應可轉化為氮氣，底也可轉化為氨態氮，土

壤中Fe2+、Fe3+可相互轉化，據此解答。

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

為a；

催化劑

（2）工業上氮氣和氫氣化合生成氨氣，反應的方程式為：N+3H2NH；

22高溫高壓3

（3）硝化過程中，含氮物質中N元素化合價由低價態轉化為高價態，失去電子發生氧化反應，故答案為:

氧化；

B

(4)在氨氧化細菌的作用下，NH；與NO]可以轉化為氮氣，發生反應為：NH：+NO；?N2T+2H2O,

生成ImoINz轉移3moi電子，據此計算當產生0.02mol氮氣時，轉移的電子的物質的量為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的物質的量

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

鐵離子物質的量為3.0xl0-3mol-6x3.5xl0-4mol=9xl0-4mol,則消耗硝酸根離子的物質的量是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)光化學煙霧：NO工在紫外線作用下，與碳氫化合物發生一系列光化學反應，產生了一種有毒的煙霧。

(2)酸雨：NO工排入大氣中，與水反應生成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

寫出圖中標號所對應的化學方程式：

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，導致地面紫外線輻射量增加。

2.預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轉化為無害氣體，反應的化學方程式如下：

2NO+2c。產化劑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，氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2),化學方程式為8NH3+6NO2謔翳72+12^0,

4NH3+6NO5N2+6H2O0

【典例5】環保意識是重要的公民意識，下列環境問題與氮氧化物無關的是

A.酸雨B.光化學煙霧C.溫室效應D.臭氧層空洞

【答案】c

【解析】酸雨、光化學煙霧、臭氧層空洞與氮氧化物有關，溫室效應與二氧化碳或甲烷有關，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生反應生成可參與大氣生態循環的無毒氣體。

(1)汽車尾氣中易造成光化學煙霧的物質是o

a.氮氧化物b.二氧化碳c.一氧化碳

(2)寫出催化轉化器中，一氧化碳和一氧化氮反應的化學方程式為。

(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的氣體，請寫出CH,與NO反應

的化學方程式o

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

1

NaNO3+H2O?若反應時消耗了10L0.1molL-的NaOH溶液，則反應中轉移電子的物質的量______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生光化學煙霧，因此選a；

(2)在催化轉化器中，一氧化碳和一氧化氮反應產生CO2、N2,該反應的化學方程式為：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生SO?等污染物，不利于保護環境，不符合題意；c項,

開發和使用氫能，由于H2燃燒產生H2O,無污染物的產生，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，也保護了環境，符合題意；故合理選項是ac；(4)CH4與NO反應產生CO2、N2、

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

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

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

反應中轉移電子的物質的量0.5molo

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

國家規定的排放標準。

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

①NH：轉化為NO］的離子方程式為。

②NO；與NH：在轉化為N2的反應中消耗NO］與NH：的物質的量之比為。

(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其它條件不變調節廢水的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繼續增大時，OH一將NH：轉化為NH3,不利于活性炭對氨

氮的吸附

【解析】(1)①NH：轉化為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

硝化細菌

+

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

②NO］與NH；在轉化為N2的反應中，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，按得失電子數守恒、消耗NO；與NH：的物質的量之比為3：5。

(2)①CK