高中化學 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 第2單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 第2課時 氮肥的生產(chǎn)和使用學案 蘇教版必修1
《高中化學 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 第2單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 第2課時 氮肥的生產(chǎn)和使用學案 蘇教版必修1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中化學 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 第2單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 第2課時 氮肥的生產(chǎn)和使用學案 蘇教版必修1(9頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 第2課時 氮肥的生產(chǎn)和使用 學習目標:1.了解合成氨的反應(yīng)原理及意義。2.了解氨、銨鹽的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。(重難點)3.了解氨的實驗室制取。(重點)4.了解銨態(tài)氮肥的使用。 [自 主 預 習·探 新 知] 1.氨的合成和性質(zhì) (1)工業(yè)合成NH3的化學方程式為 N2+3H22NH3。 (2)NH3的性質(zhì) 氨在通常狀況下是無色具有刺激性氣味的氣體,密度比空氣小。氨氣易液化,工業(yè)可用液氨作制冷劑。極易溶于水,1體積可溶解700體積NH3,氨的水溶液稱為氨水。 ①NH3與H2O反應(yīng) NH3溶于水,其水溶液呈堿性,其方程式為NH3+H2ONH3·H2O,NH3
2、·H2ONH+OH-。 ②NH3與酸反應(yīng) a.滴加幾滴濃氨水和濃鹽酸的棉花球,放于燒杯中,蓋上表面皿,現(xiàn)象:燒杯中有白煙生成,化學方程式為NH3+HCl===NH4Cl。 b.NH3與稀H2SO4反應(yīng)的化學方程式為2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4。 ③與鹽溶液生成沉淀(如AlCl3),離子方程式為Al3++3NH3+3H2O===Al(OH)3↓+3NH。 (3)氨的主要用途 ①液氨可作制冷劑。 ②氨可制銨態(tài)氮肥等。 2.銨鹽的性質(zhì) (1)定義:銨鹽——由銨根離子和酸根離子構(gòu)成的化合物。 (2)物理性質(zhì) 大多數(shù)為白色晶體,易溶于水。 (3)化學性質(zhì)
3、 提醒:利用銨鹽與堿反應(yīng)生成NH3的性質(zhì)可用于檢驗NH和實驗室制NH3。 3.氮肥 (1)常見氮肥 名稱 硫酸銨 氯化銨 碳酸氫銨 硝酸銨 碳酰二胺 俗名 硫銨 氯銨 碳銨 硝銨 尿素 化學式 (NH4)2SO4 NH4Cl NH4HCO3 NH4NO3 CO(NH2)2 類別 銨態(tài)氮肥 有機氮肥 (2)使用注意事項 貯存時,應(yīng)密封并放在陰涼處,施用時,應(yīng)埋在土壤中,并避免與堿性肥料(如草木灰)混用,以保證肥效。 [基礎(chǔ)自測] 1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”) (1)閃電時氮氣和氧氣化合,生成的氮的化合物被植
4、物吸收的過程,屬于自然氮的固定。( ) (2)1 mol/L的氨水中c(NH3·H2O)為1 mol/L。( ) (3)濃氨水與所有酸反應(yīng)過程均可產(chǎn)生白煙。( ) (4)NH3可以用水作噴泉實驗,說明NH3易溶于水。( ) (5)任何銨鹽受熱均生成NH3。( ) (6)證明某溶液中含有NH,可以向該溶液中加入NaOH溶液,然后加熱檢驗生成的氣體是否為NH3。( ) (7)氮肥均為銨鹽。( ) (8)氨水加熱可以制NH3,說明NH3·H2O易分解。( ) 【答案】 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
5、(6)√ (7)× (8)√ 2.實驗室可用下列裝置制取NH3,請?zhí)羁铡? 【答案】?、傧蛳屡趴諝夥ā、诜乐筃H3與空氣對流?、?NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O [合 作 探 究·攻 重 難] NH3的噴泉實驗 [背景材料] 實驗裝置 操作及現(xiàn)象 結(jié)論 (1)打開止水夾,并擠壓滴管的膠頭 (2)燒杯中的溶液由玻璃管進入燒瓶,形成噴泉,瓶內(nèi)液體呈紅色 氨極易溶于水,水溶液呈堿性 [思考交流] (1)NH3形成噴泉的原理是什么? 【提示】 NH3極易溶于水、燒瓶內(nèi)壓強迅速減小,內(nèi)外形成足夠大的壓強差,從而形成噴泉
6、。 (2)形成噴泉的兩個關(guān)鍵是什么? 【提示】 (1)氣密性良好;(2)收集足夠的氣體。 (3)CO2用水能做此類噴泉嗎?濃NaOH溶液呢? 【提示】 不能,CO2能用NaOH溶液做噴泉實驗。 形成噴泉實驗的兩種類型分析 1.減小內(nèi)壓法:如圖Ⅰ所示 圖Ⅰ ? ?? 2.增大外壓法:如圖Ⅱ所示 ? ?? 圖Ⅱ [對點訓練] 1.如圖是實驗室進行氨溶于水的噴泉實驗裝置,下列敘述不正確的是( ) A.該實驗說明氨氣是一種極易溶于水的氣體 B.進入燒瓶中的液體顏色由無色變?yōu)榧t色,說明氨水有堿性 C.形成噴泉的原因是氨氣溶于水后,燒瓶內(nèi)的氣壓小
7、于大氣壓 D.用氯氣代替氨氣,利用此裝置也可進行噴泉實驗 D [D項,Cl2在水中溶解度較小,不能形成足夠大的壓強差。] 2.在如圖所示裝置中,燒瓶中充滿干燥氣體a,將滴管中的液體b擠入燒瓶內(nèi),輕輕振蕩燒瓶,然后打開彈簧夾f,燒杯中的液體d呈噴泉狀噴出,最終幾乎充滿燒瓶。則a和b分別是( ) a(干燥氣體) b(液體) A NO2 水 B CO2 4 mol·L-1NaOH溶液 C Cl2 飽和NaCl水溶液 D SO2 飽和NaHSO3溶液 B [A項,生成NO,不能充滿;C、D項兩氣體均難溶于相應(yīng)溶液,不能形成噴泉。] NH3的
8、制備和性質(zhì)探究 [思考交流] (1)分析下列裝置能否制取氨氣,不能制取的說明理由,能制取的寫出有關(guān)化學方程式 裝置① 裝置② 裝置③ 【提示】 裝置①不能制取NH3,因為NH4Cl分解產(chǎn)生的NH3和HCl遇冷又化合生成NH4Cl固體。 裝置②能制取NH3,2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。 裝置③能制取NH3,2NH3·H2O+CaO===Ca(OH)2+2NH3↑。 (2)將NH3通入FeCl3溶液中有什么現(xiàn)象?寫出反應(yīng)的離子方程式。 【提示】 生成紅褐色沉淀,F(xiàn)e3++3NH3+3H2O==
9、=Fe(OH)3↓+3NH。 (3)將NH3通入鹽酸中和氨水加入鹽酸中,反應(yīng)的離子方程式相同嗎?請寫出。 【提示】 不相同,NH3+H+===NH,NH3·H2O+H+===NH+H2O。 (4)如何收集NH3?如何檢驗NH3? 【提示】 用向下排空氣法收集NH3,可用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗NH3或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒檢驗NH3。 (5)用什么試劑干燥NH3?能否用濃H2SO4干燥NH3? 【提示】 堿石灰,不能。 (1)NH3的一般實驗室制取 ①反應(yīng)原理:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2。 ②發(fā)生裝置:固體+固體氣體 a.收集
10、裝置和反應(yīng)裝置的試管和導管必須是干燥的; b.發(fā)生裝置的試管口略向下傾斜; c.由于氨氣的密度比空氣的密度小,因此收集氨氣時,導管應(yīng)插入試管的底部; d.加熱溫度不宜過高,并用酒精燈外焰由前向后逐漸加熱。 ③凈化裝置:盛有堿石灰固體的干燥管(或U形管)吸水干燥。 ④收集方法:只能用向下排空氣法。 ⑤尾氣吸收:棉花用稀硫酸浸濕,吸收氨氣,防止多余的氨氣逸出污染空氣。 ⑥驗滿方法 a.將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口處,若試紙變藍,則說明氨氣已收集滿。 b.用玻璃棒蘸取濃鹽酸靠近試管口處,若產(chǎn)生白煙,則說明氨氣已收集滿。 (2)NH3的其他制取 濃氨水 +固體NaOH Na
11、OH溶于水放熱,促使NH3·H2O分解。且OH-濃度的增大有利于NH3的放出 濃氨水 +固體CaO NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2 CaO的作用:①吸水;②吸水后放熱促進NH3的放出;③增加溶液中OH-濃度,減少NH3的溶解 濃氨 水加熱 NH3·H2ONH3↑+H2O (3)氨水的性質(zhì)及應(yīng)用 ①氨水中有大量的NH3·H2O,但溶質(zhì)仍視為NH3。在計算物質(zhì)的量濃度時要注意這一點:c= mol·L-1(分母不是35)。 ②NH3·H2O不穩(wěn)定,濃度大或受熱時易分解:NH3·H2
12、ONH3↑+H2O。因此氨水應(yīng)密封保存,放在陰涼處。 ③氨水的密度小于1 g·cm-3,且濃度越大,其密度越小。若將質(zhì)量分數(shù)分別為3a%和a%的氨水等體積混合,則混合溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)小于2a%。 ④氨水有弱堿性,可做某些離子的沉淀劑。 [對點訓練] 3.如圖所示,利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質(zhì)。 實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中對實驗現(xiàn)象所做的解釋正確的是( ) 選項 實驗現(xiàn)象 解釋 A 濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙 NH3與揮發(fā)出的HCl反應(yīng)產(chǎn)生了NH4Cl固體 B 濃硫酸附近無明顯現(xiàn)象 NH3與濃硫酸不
13、發(fā)生反應(yīng) C 氯化物溶液變渾濁 該溶液一定是AlCl3溶液 D 濕潤的紅色石蕊試紙變藍 NH3是一種可溶性堿 A [向NaOH固體上滴幾滴濃氨水后,產(chǎn)生NH3。NH3遇揮發(fā)出來的HCl生成NH4Cl固體顆粒而產(chǎn)生白煙;H2SO4難揮發(fā),因此濃H2SO4附近無明顯現(xiàn)象,但NH3與H2SO4能反應(yīng);氨水能使MgCl2、AlCl3等溶液變渾濁;NH3與水反應(yīng)生成的NH3·H2O電離出OH-而顯堿性,但NH3不是堿。] 4.實驗室為了制取干燥的氨氣,下列方法中合適的是( ) A.NH4Cl和H2SO4(濃)混合加熱,生成的氣體用堿石灰干燥 B.N2+H2―→NH3,用燒
14、堿干燥 C.氯化銨和氫氧化鈣固體混合加熱,氣體用堿石灰干燥 D.向生石灰中加入濃氨水,氣體用P2O5干燥 C [A中不能用H2SO4(濃);B中是工業(yè)制備NH3的方法,還需要催化劑、高溫、高壓的條件;D中不能用P2O5干燥。] 5.在實驗室里可按如圖所示的裝置來干燥和收集氣體R,多余的氣體可用水來吸收,則R是( ) A.HCl B.Cl2 C.NO D.NH3 D [此氣體要符合4個條件:①可用固體干燥劑干燥;②可用排氣法收集;③密度比空氣?。虎茉摎怏w在水中的溶解度大。符合這4個條件的氣體為NH3。] [當 堂 達 標·固 雙 基] 1.關(guān)于氨的下
15、列敘述中,錯誤的是 ( ) A.氨易液化,因此可用來作制冷劑 B.氨易溶解于水,因此可用來做噴泉實驗 C.氨極易溶解于水,因此氨水比較穩(wěn)定(不容易分解) D.氨溶解于水顯弱堿性,原因是NH3·H2ONH+OH- C [氨水不穩(wěn)定,受熱易分解。] 2.下列離子方程式正確的是( ) A.NH4Cl固體與Ca(OH)2固體混合加熱: NH+OH-NH3↑+H2O B.NaOH與NH4Cl溶液混合加熱: NH+OH-===NH3·H2O C.氨水加入鹽酸中:NH3·H2O+H+===NH+H2O D.氨水加入稀H2SO4中:NH3+H+=
16、==NH C [A不能寫離子方程式;B共熱應(yīng)生成NH3;D應(yīng)為NH3·H2O與H2SO4反應(yīng)。] 3.下列說法中正確的是( ) A.所有銨鹽受熱均可以分解,產(chǎn)物均有NH3 B.所有銨鹽都易溶于水,所有銨鹽中的N均呈-3價 C.NH4Cl溶液中加入NaOH濃溶液共熱時反應(yīng)的離子方程式為NH+ OH-NH3↑+H2O D.NH4Cl和NaCl的固體混合物可用升華法分離 C [A項,產(chǎn)物不一定均為NH3;B項,NH4NO3中N有-3和+5價;D項,NH4Cl分解生成的NH3和HCl又化合,不屬于升華。] 4.將NH4HCO3在試管中加熱,使放出的氣體依次通過盛有足量過氧
17、化鈉的干燥管,足量濃硫酸的洗氣瓶,最后得到的氣體是 ( ) A.NH3 B.O2 C.H2O D.CO2 B [發(fā)生反應(yīng):NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑,放出的氣體通過盛有足量過氧化鈉的干燥管,過氧化鈉與二氧化碳、水反應(yīng)生成氧氣,從盛放過氧化鈉的干燥管出來的氣體為氨氣、氧氣,再通過盛有足量濃硫酸的洗氣瓶,濃硫酸吸收氨氣,最后得到的氣體為氧氣。] 5.氨氣是化學實驗室常需制取的氣體。實驗室制取氨氣通常有兩種方法: 【導學號:90512110】 ①用固體氫氧化鈣與氯化銨共熱反應(yīng); ②在常溫下用固體氫氧化鈉與濃氨水混合。 (1)下面的制取裝置圖中,
18、方法①應(yīng)選用裝置________(填“A”或“B”,下同),方法②應(yīng)選用裝置________。 A B (2)在制取氨氣后,如果要干燥氨氣,應(yīng)選用的干燥劑是________。 A.濃硫酸 B.堿石灰 C.五氧化二磷 D.稀硫酸 (3)檢驗集氣瓶中是否收集滿氨氣的方法是__________________________ ______________________________________________________________。 【答案】 (1)A B (2)B (3)將濕潤的紅色石蕊試紙靠近瓶口,若試紙變藍,說明集滿 (1)氨遇揮發(fā)性酸產(chǎn)生
19、白煙,氨遇濃硫酸無白煙產(chǎn)生。 (2)氨氣是非電解質(zhì);氨水是混合物,既不是電解質(zhì),也不是非電解質(zhì)。 (3)氨氣是堿性氣體,不能用濃硫酸干燥,也不能用無水CaCl2干燥,可用堿性干燥劑(如堿石灰、固體氫氧化鈉或生石灰)干燥。 (4)多余氨氣的吸收:用稀H2SO4浸濕的棉花堵在管口或用如圖裝置吸收。 (5)氨氣溶于水,生成NH3·H2O,氨水濃度越大,密度越小。計算氨水物質(zhì)的量濃度時溶質(zhì)仍視為NH3。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
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