PAGE8-第2課時氮肥的生產(chǎn)和運用[學習目標]1.了解合成氨的生產(chǎn)過程，駕馭NH3、銨鹽的性質(zhì)。2.了解氮肥的性能和運用氮肥的留意事項。一、氨1．氨的物理性質(zhì)2．NH3的化學性質(zhì)3．氨水的性質(zhì)二、銨鹽1．概念：由eq\o(□,\s\up4(01))銨根離子和酸根離子組成的鹽。2．銨鹽的溶解性：均eq\o(□,\s\up4(02))易溶于水。3．銨鹽的化學性質(zhì)(1)受熱分解①NH4Cl受熱分解，化學方程式為eq\o(□,\s\up4(03))NH4Cleq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋HCl↑，分解的NH3與HCl遇冷又會結(jié)合成NH4Cl。②NH4HCO3受熱分解，化學方程式為eq\o(□,\s\up4(04))NH4HCO3eq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋CO2↑＋H2O。(2)與堿的反應銨鹽溶液與堿溶液反應的離子方程式：①不加熱時：eq\o(□,\s\up4(05))NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O。②加熱時：eq\o(□,\s\up4(06))NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋H2O。三、氮肥1．氨水的溶質(zhì)是什么？氨水中有哪些微粒？提示：氨水的溶質(zhì)是NH3。氨水中的微粒：NH3、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋。2．NH4Cl受熱分解與碘的升華本質(zhì)一樣嗎？提示：不一樣，NH4Cl由固→氣→固，實際經(jīng)驗了兩次化學改變，而I2的升華和凝華只是物質(zhì)狀態(tài)改變，是物理改變。3．噴泉試驗勝利的關(guān)鍵因素有哪些？提示：①氣密性好，②燒瓶要干燥，③氣體足量且純度高。一、噴泉試驗1．噴泉試驗原理由于產(chǎn)生壓強差而形成噴泉——氣體快速溶于水或某種溶液中，使得容器內(nèi)壓強遠遠小于容器外壓強，從而產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，依據(jù)這一原理，只要能夠造成容器內(nèi)氣體大量溶于液體，就可形成噴泉。2．噴泉試驗成敗的關(guān)鍵(1)裝置氣密性要好。(2)燒瓶要干燥。(3)氣體的純度要高。(4)氣體收集要滿。3．可以做噴泉試驗的氣體或反應(1)極易溶解于水的氣體，如NH3、HCl等。(2)氣體極易與某種溶液反應，如CO2、SO2、NO2、H2S與濃NaOH溶液，NH3與稀鹽酸；反應后氣體體積減小的一類反應均可設(shè)計成噴泉試驗，如氯氣與紅磷反應、紅磷在氧氣中燃燒、氨氣和氯化氫反應等。(3)反應快速產(chǎn)生大量氣體在裝置內(nèi)形成正壓，也能引發(fā)噴泉試驗(類似于滅火器原理或城市噴泉原理)，如NaHCO3＋HCl(濃)=NaCl＋H2O＋CO2↑，或雙氧水催化分解試驗。4．常見裝置圖(1)圖甲裝置形成“噴泉”是因為燒瓶內(nèi)氣體極易溶解于燒杯和滴管中的液體，使燒瓶內(nèi)的壓強突然減小而產(chǎn)生壓強差形成“噴泉”。(2)圖乙裝置形成“噴泉”可采納使燒瓶受熱，瓶內(nèi)氣體膨脹，打開止水夾，氣體與液體接觸而溶解，使燒瓶內(nèi)壓強減小形成壓強差而形成“噴泉”。(3)圖丙裝置形成“噴泉”是因為錐形瓶中的物質(zhì)相互反應產(chǎn)生氣體，使錐形瓶內(nèi)氣體壓強增大而產(chǎn)生壓強差，將液體從錐形瓶中壓入到燒瓶形成“噴泉”。5．噴泉試驗的有關(guān)計算(1)試驗完成后，溶液充溢燒瓶，溶質(zhì)的物質(zhì)的量與氣體的物質(zhì)的量相同(由體積換算確定)。標準狀況下若燒瓶體積為V，則有V(aq)＝VnB＝eq\f(V,22.4L·mol－1)cB＝eq\f(nB,Vaq)＝eq\f(\f(V,22.4mol·L－1),V)＝eq\f(1,22.4)mol·L－1(2)若溶質(zhì)由部分氣體轉(zhuǎn)化而成，則依據(jù)實際狀況推斷。如V體積NO2與O2按4∶1混合后做噴泉試驗，發(fā)生的反應為4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，則有nB＝eq\f(4,5)×eq\f(V,22.4L·mol－1)，V(aq)＝V，cB＝eq\f(\f(\f(4,5)V,22.4L·mol－1),V)＝eq\f(1,28)mol·L－1二、氨氣的試驗室制法1．反應原理和氣體發(fā)生裝置特殊提示試驗室不能用加熱NH4Cl的方法制取NH3，因為生成的NH3和HCl遇冷會重新結(jié)合成NH4Cl，無法得到NH3。2．氣體的收集、檢驗及干燥(1)收集：向下排空氣法。(2)檢驗：①潮濕的紅色石蕊試紙；②蘸有濃鹽酸的玻璃棒。(3)干燥：堿石灰。3．多余氣體的汲取用H2SO4浸濕的棉花堵在管口或用如圖裝置汲取。4．應留意的問題(1)用試管收集氨氣，應在試管口塞上一團疏松的棉花，防止NH3與空氣對流。(2)不能用濃H2SO4、P2O5干燥NH3，也不能用無水CaCl2干燥，因為CaCl2＋8NH3=CaCl2·8NH3。(3)不用NH4NO3代替NH4Cl，因為NH4NO3加熱可能發(fā)生爆炸，也不能用NH4HCO3或(NH4)2CO3代替NH4Cl，因為它們分解還產(chǎn)生CO2；消石灰不能用NaOH、KOH代替，因為NaOH、KOH具有吸濕性，易結(jié)塊不利于NH3的產(chǎn)生，且高溫時易腐蝕試管。三、銨鹽的性質(zhì)及NHeq\o\al(＋,4)的檢驗1．銨鹽的性質(zhì)(1)易溶性：均為易溶于水的晶體。(2)受熱易分解大多數(shù)銨鹽受熱易分解生成氨氣，但一般會同時有其他氣體生成，所以試驗室不能用加熱銨鹽的方法制取氨氣，少數(shù)銨鹽受熱時會發(fā)生氧化還原反應，無氨氣放出。(3)易與堿反應銨鹽與堿共熱都能產(chǎn)生NH3。試驗室常用銨鹽與堿共熱反應制取氨氣，銨態(tài)氮肥不能與堿性物質(zhì)如草木灰等混合施用，否則會降低肥效。2．銨鹽的檢驗(即NHeq\o\al(＋,4)的檢驗)[練習與實踐]1．(雙選)下面是試驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中錯誤的是()答案AC解析A項，NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl，冷卻后二者又化合生成NH4Cl；B項，CaO＋H2O=Ca(OH)2，同時放熱，有利于NH3的產(chǎn)生和逸出；C項，反應原理正確，但試管口應略向下傾斜；D項，濃氨水受熱揮發(fā)出NH3。2．用加熱法可以分別的一組物質(zhì)是()A．氯化銨和消石灰 B．碳酸氫銨和過氧化鈉C．氯化銨和氯化鈉 D．碘和氯化銨答案C解析此題考查物質(zhì)的分別與提純，除要考慮銨鹽受熱分解、銨鹽和堿的反應外，還需考慮其分解產(chǎn)物是否與另一物質(zhì)發(fā)生反應等。銨鹽可與堿反應，因此選項A在加熱時發(fā)生反應2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up17(△))2NH3↑＋2H2O＋CaCl2，不能用于分別。選項B中的NH4HCO3受熱易分解，且產(chǎn)生的H2O和CO2能與Na2O2反應，也無法達到分別的目的。碘在受熱時升華，遇冷凝華，NH4Cl受熱分解，遇冷重新化合，兩者仍混合，故選項D無法達到分別的目的。選項C，NH4Cl受熱分解后可從體系中脫離，遇冷又重新化合為NH4Cl晶體，從而達到與NaCl分別的目的。3．試管中盛有白色晶體，檢驗它是否是銨鹽的方法中不行行的是()A．加熱，將潮濕的紅色石蕊試紙放在試管口B．加氫氧化鈉溶液，加熱，將潮濕的酚酞試紙放在試管口C．加氫氧化鈉溶液，加熱，將蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在試管口D．加氫氧化鈉溶液，加熱，將潮濕的紅色石蕊試紙放在試管口答案A解析銨鹽的檢驗原理是NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋H2O，再用試紙或濃鹽酸檢驗氨氣的存在。并不是全部的銨鹽受熱分解都會產(chǎn)生氨氣，A錯誤。4．依據(jù)試驗室制取NH3的反應原理和試驗裝置，回答下列問題：(1)寫出加熱NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3的反應方程式：_________________。(2)為何不用加熱NH4Cl固體的方法制取氨氣？(3)如何檢驗氨氣已收集滿試管？答案(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up17(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(2)因為NH4Cl固體受熱分解生成氨氣和氯化氫氣體，二者冷卻時又重新生成固體氯化銨，得不到氨氣。(3)使處于試管口的潮濕的紅色石蕊試紙變藍或蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口時產(chǎn)生白煙，則證明氨氣已