2019-2020年高中化学 专题4 第2单元 第2课时 氮肥的生产和使用教案 苏教版必修1

第2课时氮肥的生产和使用目标与素养：1.知道NH3的物理性质特点以及氨水显碱性的原因。(宏观辨识与微观探析)2.掌握氨气的实验室制取、收集和检验方法。(科学探究与创新意识)3.学会铵盐的性质及NH＋4的检验方法。(科学探究与创新意识)4.知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事项。(宏观辨识与微观探析)一、氨的合成原理和性质1．工业合成氨的原理：反应的化学方程式为N2＋3H2。2．物理性质颜色气味密度水溶性液化难易无色刺激性气味比空气小极易溶于水，1体积水可溶解700体积氨气易液化3.喷泉实验实验装置操作及现象结论①打开活塞，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4.氨气的化学性质5．氨的主要用途(1)液氨可作制冷剂。(2)氨可制铵态氮肥等。微点拨(1)NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3的存在。(2)氨水浓度越大，密度越小。(3)NH＋4和OH－在溶液中不能大量共存，两者反应生成NH3·H2O，注意不要把NH3·H2O写成NH4OH。二、铵盐和氮肥1．铵盐的性质及应用(1)物理性质：白色晶体，易溶于水。(2)化学性质：①受热易分解：NH4Cl受热分解的化学方程式为：NH4Cl=====△NH3↑＋HCl↑。NH4HCO3受热分解的化学方程式为：NH4HCO3=====△NH3↑＋CO2↑＋H2O。②与碱反应：NH4Cl与熟石灰混合加热，化学方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(3)铵盐的保存与施用：①密封保存并放在阴凉通风处。②避免铵态氮肥与碱性肥料混合施用。微点拨铵盐遇碱均易放出氨气，铵盐受热易分解，但分解产物中不一定有氨气，如NH4NO3受热分解的产物就比较复杂。2．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。3．氮的固定(1)定义：将游离态的氮转变为化合态的氮的过程。(2)方式：生物固氮、自然固氮、工业固氮。微点拨氮肥包括铵态氮肥、硝态氮肥和尿素，农业生产中使用较多的是铵态氮肥和尿素，原因是硝态氮肥中的NO－3不易被土壤胶体吸附，造成肥效降低。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质(×)(2)实验室制取氨气的方法是加热分解氯化铵(×)(3)铵盐加热都易分解，产生氨气(×)2．以下有关氨及铵盐的叙述中不正确的是()A．铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰混合施用B．氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和氧化性C．实验室里常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取少量氨气D．氨具有还原性，一定条件下可与氧化性的物质如氧气发生反应B[氨的喷泉实验证明氨极易溶于水，不能体现氨的氧化性。]3．检验某无色晶体是否为铵盐的方法是，取少量待测固体于试管中，然后加入________，加热，将________放在试管口，如果________，则说明该固体为铵盐。[答案]NaOH浓溶液湿润的红色石蕊试纸试纸变蓝色喷泉实验1.喷泉实验的原理喷泉产生的本质原因是烧瓶内外形成气压差，由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强，故液体被压入烧瓶内形成喷泉。产生气压差的方法有：(1)减小烧瓶内气压，如液体将气体吸收或反应等；(2)增大烧瓶外压强。2．常见装置图图甲图乙图丙(1)图甲装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管中的液体，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉”。几种常见情况：气体HClNH3CO2、Cl2、H2S、SO2NO2、O2混合气体或NO、O2混合气体吸收剂水、NaOH溶液水、盐酸NaOH溶液H2O(2)图乙装置形成“喷泉”可采用使烧瓶受热的方法，瓶内气体膨胀，打开止水夹，气体与液体接触而溶解，使烧瓶内压强减小形成压强差而形成“喷泉”。(3)图丙装置下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体，使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差，将液体从锥形瓶中压入到烧瓶中形成“喷泉”。如图所示为氨气喷泉实验的装置(图中夹持装置均已略去)甲乙(1)收集氨气应使用________法，要得到干燥的NH3可选用________作干燥剂。(2)用上图所示的甲装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发水上喷的操作是________________________，该实验的原理是________________________。(3)如果只提供如图所示的乙装置，请说明引发喷泉的方法及原理________________________。[解析](1)对于难溶于水的气体，最好用排水法收集，这样得到的气体比排空气法较纯净。但NH3极易溶于水，只能用排空气法且NH3的相对分子质量小，故用向下排空气法。(2)干燥气体时，最基本的要求是干燥剂不能与被干燥的气体发生化学反应。(3)产生喷泉的“动力”是烧瓶内外有压强差。[答案](1)向下排空气碱石灰(2)打开止水夹，挤出胶头滴管中的水氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小(3)打开止水夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热后拿开，由于氨气受热膨胀，与水接触，产生压强差，即产生喷泉如果将例1中甲装置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，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则下列________符合题意。A．a为NH3，b为NaCl溶液B．a为CO2，b为浓NaOH溶液C．a为Cl2，b为饱和NaCl溶液D．a为Cl2，b为浓NaOH溶液ABD[只要是a气体易溶于b溶液即可。]1．某学生积极思考产生喷泉的其他方法，并设计了如图所示的装置。(1)在如图所示的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是________(填字母)。A．Cu与稀盐酸B．NaHCO3与NaOH溶液C．CaCO3与稀硫酸D．NH4HCO3与稀盐酸这种方法产生喷泉的原理是___________________________。(2)在图示锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精；水槽中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也产生喷泉。水槽中加入的物质可以是________(填字母)。A．浓硫酸B．食盐C．硝酸钾D．硫酸铜这种方法产生喷泉的原理是___________________________。[解析](1)Cu与稀盐酸不反应，NaHCO3与NaOH溶液反应不产生气体，不能形成压强差，故不能形成喷泉；CaCO3与稀硫酸反应产生CO2，但生成的CaSO4微溶于水，覆盖在CaCO3的表面，会使反应很快停止，不能形成较大的压强差，故不能形成喷泉；NH4HCO3与稀盐酸反应能产生较多的CO2气体，从而使锥形瓶内压强远大于烧瓶内压强，从而形成喷泉。(2)浓硫酸、生石灰、烧碱溶于水均能放出大量的热，使酒精大量挥发，形成较大的压强差，从而形成喷泉；氯化钠、硝酸钾、硫酸铜溶于水温度变化不大，不能使酒精大量挥发，不能形成较大的压强差，不能形成喷泉。[答案](1)DNH4HCO3与稀盐酸反应，产生二氧化碳气体，锥形瓶中气体压强增大，把液体压入烧瓶，形成喷泉(2)A浓硫酸溶于水放出大量的热，使锥形瓶中酒精汽化，锥形瓶中气体压强增大，把酒精压入烧瓶中形成喷泉氨气的实验室制法1．实验室制备氨气的分析2．实验室制取氨气的简易方法方法化学方程式(或原理)发生装置加热浓氨水NH3·H2O=====△NH3↑＋H2O浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水＋固体CaOCaO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NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2(1)实验室常用加热固体NH4Cl和消石灰的方法制取氨气。应选择与下列哪种气体的相同制气装置________。A．O2B．CO2C．H2(2)实验室中要快速制取氨气可选择下列________装置和试剂。ABCD(3)实验室中用加热固体NH4Cl和消石灰制取氨气时，装好药品的试管安装时应使试管的管口________倾斜。试管应夹在________，对试管加热时，应先________，然后再对________部分集中加热。要制取干燥的氨气，通常使氨气先通过装有________的________，然后再收集，收集时应用________法收集，检验氨气是否充满容器的方法是________。[解析](1)实验室制O2的方法：加热KMnO4分解，加热KClO3和MnO2混合物，都要用固固加热装置。制CO2和H2是固液不加热。(2)加热NH4Cl生成的NH3和HCl在试管口处又化合生成NH4Cl，故不能用加热NH4Cl分解的方式制NH3。C项固固加热NH3，试管口应略向下倾斜；B、D可快速制NH3。(3)考查实验基本操作。[答案](1)A(2)B、D(3)略向下距管口约1/3处对试管整体进行均匀加热装药品碱石灰干燥管向下排空气把湿润的红色石蕊试纸放在容器口附近，观察试纸是否变蓝2．下列关于NH3的实验室制法的有关说法正确的是()A．制取NH3时，不需要尾气处理装置B．NH3的检验只能用湿润的红色石蕊试纸C．NH3的干燥不能用浓H2SO4，可以用碱石灰干燥D．Cl2的收集可用排饱和食盐水的方法，NH3的收集可用排饱和NH4Cl溶液的方法CNH3有刺激性气味，污染环境；NH3是碱性气体，不能用浓H2SO4干燥，可以用碱石灰干燥；因NH3在水中的溶解度很大，不能用排饱和NH4Cl溶液的方法收集，一般用向下排空气法收集，且应在试管口处放一团棉花，防止与空气对流导致收集到的氨气不纯。]1．有关氨气的实验较多，下面对这些实验的实验原理的分析中，正确的是()A．氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验C．铵盐的水溶性大是实验室中用NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物制取氨气的原因D．NH3·H2O的热不稳定性可以解释液氨用作制冷剂A[B项氨气与氯化氢的反应不是氧化还原反应；C项铵盐的水溶性与制氨气无关；D项液氨用作制冷剂是利用氨的易液化的性质。故B、C、D选项均错误，A项正确。]2．下列不属于所有铵盐通性的是()A．都易溶于水B．都可分解放出氨气C．都能与碱反应且均放出氨气D．都是由铵根离子和酸根离子组成的化合物B[铵盐受热能分解，但并非所有的铵盐分解都能放出氨气。]3．下列转化过程属于氨的固定的是()A．氨气和HCl气体混合生成NH4Cl固体B．氨的催化氧化C．工业上用N2和H2合成氨D．NO遇到空气变为红棕色的NO2C[氮的固定是将游离态的氮转变为氮的化合物。NH3――→HClNH4Cl，A错；NH3――→O2NO，B错；N2――→H2NH3，C正确；NO――→O2NO2，D错。]4．如图为中学化学教材上的喷泉实验装置。在烧瓶中充满了干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列各组中能形成这样的喷泉但液体不能充满烧瓶的是()A．HCl和H2OB．以4∶1混合的NO2、O2混合气体和H2OC．NO2和H2OD．CO2和NaOH溶液C[喷泉实验产生的根本原因是烧瓶内外产生气压差，当把胶头滴管内的液体挤入烧瓶时，四选项均可产生气压差形成喷泉，且HCl能完全溶于水，CO2完全与NaOH溶液反应，4∶1混合的NO2和O2能恰好发生反应，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，故均可使液体充满烧瓶，但NO2与H2O反应时有NO生成，液体不能充满烧瓶。]5．实验室可用下列几组试剂制取少量NH3：①固体Ca(OH)2和NH4Cl；②浓氨水和固体CaO；③浓氨水。请回答下列问题：(1)用上述三组试剂制取少量NH3，需要加热的是_____________________________________________________(填序号)，第②组试剂中产生NH3的化学方程式可表示为