高中化学 专题4 硫、氮和可持续发展 第2单元 生产生活中的含氮化合物 第2课时 氮肥的生产和使用学案 苏教版必修1

第2课时氮肥的生产和使用学习目标：1.了解合成氨的反应原理及意义。2.了解氨、铵盐的主要性质及其应用。(重难点)3.了解氨的实验室制取。(重点)4.了解铵态氮肥的使用。自 主 预 习·探 新 知1氨的合成和性质(1)工业合成NH3的化学方程式为N23H22NH3。(2)NH3的性质氨在通常状况下是无色具有刺激性气味的气体，密度比空气小。氨气易液化，工业可用液氨作制冷剂。极易溶于水，1体积可溶解700体积NH3，氨的水溶液称为氨水。NH3与H2O反应NH3溶于水，其水溶液呈碱性，其方程式为NH3H2ONH3·H2O，NH3·H2ONHOH。NH3与酸反应a滴加几滴浓氨水和浓盐酸的棉花球，放于烧杯中，盖上表面皿，现象：烧杯中有白烟生成，化学方程式为NH3HCl=NH4Cl。bNH3与稀H2SO4反应的化学方程式为2NH3H2SO4=(NH4)2SO4。与盐溶液生成沉淀(如AlCl3)，离子方程式为Al33NH33H2O=Al(OH)33NH。(3)氨的主要用途液氨可作制冷剂。氨可制铵态氮肥等。2铵盐的性质(1)定义：铵盐由铵根离子和酸根离子构成的化合物。(2)物理性质大多数为白色晶体，易溶于水。(3)化学性质提醒：利用铵盐与碱反应生成NH3的性质可用于检验NH和实验室制NH3。3氮肥(1)常见氮肥名称硫酸铵氯化铵碳酸氢铵硝酸铵碳酰二胺俗名硫铵氯铵碳铵硝铵尿素化学式(NH4)2SO4NH4ClNH4HCO3NH4NO3CO(NH2)2类别铵态氮肥有机氮肥(2)使用注意事项贮存时，应密封并放在阴凉处，施用时，应埋在土壤中，并避免与碱性肥料(如草木灰)混用，以保证肥效。基础自测1判断正误(正确的打“”，错误的打“×”)(1)闪电时氮气和氧气化合，生成的氮的化合物被植物吸收的过程，属于自然氮的固定。()(2)1 mol/L的氨水中c(NH3·H2O)为1 mol/L。()(3)浓氨水与所有酸反应过程均可产生白烟。()(4)NH3可以用水作喷泉实验，说明NH3易溶于水。()(5)任何铵盐受热均生成NH3。()(6)证明某溶液中含有NH，可以向该溶液中加入NaOH溶液，然后加热检验生成的气体是否为NH3。()(7)氮肥均为铵盐。()(8)氨水加热可以制NH3，说明NH3·H2O易分解。()【答案】(1)(2)×(3)×(4)(5)×(6)(7)×(8)2实验室可用下列装置制取NH3，请填空。【答案】向下排空气法防止NH3与空气对流2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O合 作 探 究·攻 重 难NH3的喷泉实验背景材料实验装置操作及现象结论(1)打开止水夹，并挤压滴管的胶头(2)烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色氨极易溶于水，水溶液呈碱性思考交流(1)NH3形成喷泉的原理是什么？【提示】NH3极易溶于水、烧瓶内压强迅速减小，内外形成足够大的压强差，从而形成喷泉。(2)形成喷泉的两个关键是什么？【提示】(1)气密性良好；(2)收集足够的气体。(3)CO2用水能做此类喷泉吗？浓NaOH溶液呢？【提示】不能，CO2能用NaOH溶液做喷泉实验。形成喷泉实验的两种类型分析1减小内压法：如图所示图2增大外压法：如图所示图对点训练1如图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置，下列叙述不正确的是()A该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体B进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水有碱性C形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压D用氯气代替氨气，利用此装置也可进行喷泉实验DD项，Cl2在水中溶解度较小，不能形成足够大的压强差。2在如图所示装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体d呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是()a(干燥气体)b(液体)ANO2水BCO24 mol·L1NaOH溶液CCl2饱和NaCl水溶液DSO2饱和NaHSO3溶液BA项，生成NO，不能充满；C、D项两气体均难溶于相应溶液，不能形成喷泉。NH3的制备和性质探究思考交流(1)分析下列装置能否制取氨气，不能制取的说明理由，能制取的写出有关化学方程式 装置装置装置【提示】装置不能制取NH3，因为NH4Cl分解产生的NH3和HCl遇冷又化合生成NH4Cl固体。装置能制取NH3,2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O。装置能制取NH3,2NH3·H2OCaO=Ca(OH)22NH3。(2)将NH3通入FeCl3溶液中有什么现象？写出反应的离子方程式。【提示】生成红褐色沉淀，Fe33NH33H2O=Fe(OH)33NH。(3)将NH3通入盐酸中和氨水加入盐酸中，反应的离子方程式相同吗？请写出。【提示】不相同，NH3H=NH，NH3·H2OH=NHH2O。(4)如何收集NH3？如何检验NH3?【提示】用向下排空气法收集NH3，可用湿润的红色石蕊试纸检验NH3或用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验NH3。(5)用什么试剂干燥NH3？能否用浓H2SO4干燥NH3?【提示】碱石灰，不能。(1)NH3的一般实验室制取反应原理：2NH4ClCa(OH)22NH32H2OCaCl2。发生装置：固体固体气体a收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的；b发生装置的试管口略向下倾斜；c由于氨气的密度比空气的密度小，因此收集氨气时，导管应插入试管的底部；d加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。净化装置：盛有碱石灰固体的干燥管(或U形管)吸水干燥。收集方法：只能用向下排空气法。尾气吸收：棉花用稀硫酸浸湿，吸收氨气，防止多余的氨气逸出污染空气。验满方法a将湿润的红色石蕊试纸放在试管口处，若试纸变蓝，则说明氨气已收集满。b用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近试管口处，若产生白烟，则说明氨气已收集满。(2)NH3的其他制取浓氨水固体NaOHNaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解。且OH浓度的增大有利于NH3的放出浓氨水固体CaONH3·H2OCaO=NH3Ca(OH)2CaO的作用：吸水；吸水后放热促进NH3的放出；增加溶液中OH浓度，减少NH3的溶解浓氨水加热NH3·H2ONH3H2O(3)氨水的性质及应用氨水中有大量的NH3·H2O，但溶质仍视为NH3。在计算物质的量浓度时要注意这一点：c mol·L1(分母不是35)。NH3·H2O不稳定，浓度大或受热时易分解：NH3·H2ONH3H2O。因此氨水应密封保存，放在阴凉处。氨水的密度小于1 g·cm3，且浓度越大，其密度越小。若将质量分数分别为3a%和a%的氨水等体积混合，则混合溶液中溶质的质量分数小于2a%。氨水有弱碱性，可做某些离子的沉淀剂。对点训练3如图所示，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是()选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与挥发出的HCl反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D湿润的红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱A向NaOH固体上滴几滴浓氨水后，产生NH3。NH3遇挥发出来的HCl生成NH4Cl固体颗粒而产生白烟；H2SO4难挥发，因此浓H2SO4附近无明显现象，但NH3与H2SO4能反应；氨水能使MgCl2、AlCl3等溶液变浑浊；NH3与水反应生成的NH3·H2O电离出OH而显碱性，但NH3不是碱。4实验室为了制取干燥的氨气，下列方法中合适的是()ANH4Cl和H2SO4(浓)混合加热，生成的气体用碱石灰干燥BN2H2NH3，用烧碱干燥C氯化铵和氢氧化钙固体混合加热，气体用碱石灰干燥D向生石灰中加入浓氨水，气体用P2O5干燥CA中不能用H2SO4(浓)；B中是工业制备NH3的方法，还需要催化剂、高温、高压的条件；D中不能用P2O5干燥。5在实验室里可按如图所示的装置来干燥和收集气体R，多余的气体可用水来吸收，则R是()AHClBCl2CNODNH3D此气体要符合4个条件：可用固体干燥剂干燥；可用排气法收集；密度比空气小；该气体在水中的溶解度大。符合这4个条件的气体为NH3。当 堂 达 标·固 双 基1关于氨的下列叙述中，错误的是 ()A氨易液化，因此可用来作制冷剂B氨易溶解于水，因此可用来做喷泉实验C氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定(不容易分解)D氨溶解于水显弱碱性，原因是NH3·H2ONHOHC氨水不稳定，受热易分解。2下列离子方程式正确的是()ANH4Cl固体与Ca(OH)2固体混合加热：NHOHNH3H2OBNaOH与NH4Cl溶液混合加热：NHOH=NH3·H2OC氨水加入盐酸中：NH3·H2OH=NHH2OD氨水加入稀H2SO4中：NH3H=NHCA不能写离子方程式；B共热应生成NH3；D应为NH3·H2O与H2SO4反应。3下列说法中正确的是()A所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3B所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈3价CNH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时反应的离子方程式为NHOHNH3H2ODNH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离CA项，产物不一定均为NH3；B项，NH4NO3中N有3和5价；D项，NH4Cl分解生成的NH3和HCl又化合，不属于升华。4将NH4HCO3在试管中加热，使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠的干燥管，足量浓硫酸的洗气瓶，最后得到的气体是 ()ANH3BO2CH2ODCO2B发生反应：NH4HCO3NH3H2OCO2，放出的气体通过盛有足量过氧化钠的干燥管，过氧化钠与二氧化碳、水反应生成氧气，从盛放过氧化钠的干燥管出来的气体为氨气、氧气，再通过盛有足量浓硫酸的洗气瓶，浓硫酸吸收氨气，最后得到的气体为氧气。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： 【导学号：90512110】用固体氢氧化钙与氯化铵共热反应；在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水混合。(1)下面的制取装置图中，方法应选用装置_(填“A”或“B”，下同)，方法应选用装置_。AB(2)在制取氨气后，如果要干燥氨气，应选用的干燥剂是_。A浓硫酸B碱石灰C五氧化二磷D稀硫酸(3)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是_。【答案】(1)AB(2)B(3)将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，若试纸变蓝，说明集满(1)氨遇挥发性酸产生白烟，氨遇浓硫酸无白烟产生。(2)氨气是非电解质；氨水是混合物，既不是电解质，也不是非电解质。(3)氨气是碱性气体，不能用浓硫酸干燥，也不能用无水CaCl2干燥，可用碱性干燥剂(如碱石灰、固体氢氧化钠或生石灰)干燥。(4)多余氨气的吸收：用稀H2SO4浸湿的棉花堵在管口或用如图装置吸收。(5)氨气溶于水，生成NH3·H2O，氨水浓度越大，密度越小。计算氨水物质的量浓度时溶质仍视为NH3。6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375