学年高中苏教版化学必修1教学案专题4 第二单元 第二课时 氮肥的生产和使用 Word版含答案.docx

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学年高中苏教版化学必修1教学案专题4第二单元第二课时氮肥的生产和使用Word版含答案

第二课时氮肥的生产和使用

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[课标要求]

1．了解氨的物理性质和用途。

2．掌握氨的化学性质和制取。

3．了解铵盐的性质及用途。

1.两种物质的性质

（1）氨的性质：

氨气极易溶于水，能与水反应生成NH3·H2O，与酸反应生成铵盐，

能催化氧化制备硝酸。

（2）铵盐的性质：

铵盐易溶于水，加热易分解，能与碱反应产生氨气。

2．检验氨气的两种方法

（1）使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

（2）用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时会有白烟生成。

1．氨的合成

工业合成氨反应的化学方程式为N2＋3H2

2NH3。

2．氨气的物理性质

颜色

气味

密度

溶解性

沸点

无色

刺激性

气味

比空

气小

极易溶于水，1体积

水溶解700体积氨气

较高，

易液化

3.氨气的化学性质

（1）与水反应

氨水：

氨溶于水形成的水溶液。

氨水中氨大部分与水结合成一水合氨，反应的化学方程式：

NH3＋H2ONH3·H2O。

氨极易溶于水、溶解快，可由喷泉实验证实。

（2）与酸反应

与盐酸反应的化学方程式：

NH3＋HCl===NH4Cl。

与硫酸反应的化学方程式：

2NH3＋H2SO4===（NH4）2SO4。

4．氨水的性质

（1）弱碱性，电离方程式：

NH3·H2ONH

＋OH－，能使红色石蕊试纸变蓝。

（2）一水合氨不稳定性，受热易分解：

NH3·H2O

NH3↑＋H2O。

5．氨的用途

液氨用作制冷剂；氨水可作化肥，但氨易挥发，因此常将氨制备成各种固态铵盐加以使用；制硝酸等。

在干燥的圆底烧瓶中充满氨气，用带有玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）的塞子塞紧瓶口，倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水（含酚酞）的烧杯中，轻轻挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，装置如图。

[问题思考]

1．挤压滴管的胶头后，立即形成红色喷泉，该实验能说明氨气的哪些性质？

提示：

能说明氨气极易溶于水；氨气与水反应生成的氨水呈碱性。

2．该喷泉实验中，引发喷泉的实验操作是什么？

提示：

打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头。

3．该喷泉实验成功的关键是什么？

提示：

①装置气密性良好。

②圆底烧瓶要干燥。

③装置内气体的纯度要高。

形成喷泉的条件

使容器内外产生较大压强差的两类情况

（1）容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。

①喷泉形成原理：

―→

―→

―→

②常见气体与吸收剂的组合

气体

HCl

NH3

CO2、Cl2、

H2S、SO2

NO2＋O2

吸收剂

水或NaOH

溶液

水或盐酸

NaOH溶液

水

（2）容器内的液体由于受热挥发（如浓盐酸、浓氨水、酒精等）或由于发生化学反应，产生气体。

容器内产生大量气体，使压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。

如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。

1．下图是实验室进行氨溶于水的“喷泉实验”的装置，下列叙述不正确的是（　　）

A．该实验说明氨气极易溶于水

B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性

C．氨水很稳定，将烧瓶内的红色溶液加热颜色不会发生变化

D．形成“喷泉”的主要原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压

解析：

选C　由于氨气极易溶于水，当少量水进入盛有氨气的烧瓶会使烧瓶内压强迅速减小且小于大气压，使滴有酚酞的水喷入烧瓶形成喷泉，A项、D项正确；由于氨水有弱碱性，从而使酚酞由无色变为红色，B项正确；氨水不稳定，受热易分解放出氨气，从而使碱性减弱，故滴有酚酞呈红色的氨水受热后红色变浅或褪去，C项错误。

2．制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。

（1）用图中A所示装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发喷泉的操作是________________________________________________________________________，

该实验的原理是________________________________________________________。

（2）如果只提供如图B所示装置，引发喷泉的方法是

________________________________________________________________________。

解析：

（1）打开弹簧夹，从胶头滴管中挤入少量水后，因NH3极易溶于水，致使烧瓶中气压降低，形成喷泉。

（2）B装置与A装置相比，B装置没有胶头滴管，引发该喷泉可用热毛巾捂热圆底烧瓶，赶出导管内的氨气，使NH3与水接触，从而形成喷泉。

答案：

（1）打开弹簧夹，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，水迅速进入烧瓶，形成喷泉

（2）打开弹簧夹，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的氨气，氨气与水接触，即产生喷泉

1．铵盐的物理性质

多数铵盐为白色晶体，易溶于水。

2．铵盐的化学性质

（1）受热易分解

氯化铵受热分解的化学方程式为

NH4Cl

NH3↑＋HCl↑。

碳酸氢铵受热分解的化学方程式为

NH4HCO3

NH3↑＋CO2↑＋H2O。

（2）与碱反应

NH4Cl和Ca（OH）2反应的化学方程式：

2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

3．常见的氮肥

铵态氮肥

其他

名称

硫酸铵

氯化铵

碳酸氢铵

硝酸铵

硝酸钾

尿素

俗名

硫铵、肥田粉

氯铵

碳铵

硝铵

－

－

化学式

（NH4）2SO4

NH4Cl

NH4HCO3

NH4NO3

KNO3

CO（NH2）2

4．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。

1．下列不属于铵盐的共同性质的是（　　）

A．都是晶体　　　　　　　B．都易溶于水

C．与碱共热都产生氨气D．都不与酸反应

解析：

选D　NH4HCO3、（NH4）2SO3等弱酸的铵盐可与酸反应。

2．试管中盛有白色晶体，检验它是不是铵盐的方法中不可行的是（　　）

A．加热，将湿润的红色石蕊试纸放在管口

B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的酚酞试纸放在管口

C．加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在管口

D．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在管口

解析：

选A　铵盐与氢氧化钠溶液共热产生氨气，B、C、D均能够检验出氨气，但A将铵盐直接加热，会产生干扰氨气检验的生成物（如碳酸氢铵），导致无法准确地检验，A不可行。

实验室制取氨气的装置

[特别提醒]

（1）本实验中试剂的选取：

NH4Cl可用（NH4）2SO4等代替，但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替，因为NH4HCO3、NH4NO3受热分解产生杂质气体。

（2）消石灰不能用KOH或NaOH代替，因为KOH和NaOH易吸水、易结块，不利于产生NH3，且高温下腐蚀试管。

1．实验室能否用加热氯化铵的方法制取氨气？

提示：

不能，氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢遇冷会重新结合生成氯化铵。

2．实验室制取氨气时常在收集氨气的试管口塞一团疏松的棉花团，其目的是什么？

提示：

防止氨气与空气的对流，以收集到较纯净的氨气。

1．氨气的干燥

通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。

2．尾气处理

多余的氨要吸收掉（可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球）以避免污染空气。

在尾气吸收时要防止倒吸，常采用的装置有：

3．实验室快速制取氨气的方法

（1）加热浓氨水制氨，利用NH3·H2O△,H2O＋NH3↑。

其装置如图甲所示。

（2）浓氨水与生石灰：

利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热，使NH3逸出。

其装置如图乙所示。

（3）浓氨水和固体NaOH：

利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质，使NH3逸出。

（4）浓氨水与碱石灰：

利用

（2）（3）方法的原理。

1．下列方法中，不能用于实验室里制取氨气的是（　　）

A．在试管中将熟石灰和氯化铵混合后加热

B．加热试管中的氯化铵固体

C．将烧瓶中的浓氨水加热

D．将分液漏斗中的浓氨水滴入装有生石灰的烧瓶中

解析：

选B　A项，熟石灰与NH4Cl固体混合后加热，发生反应Ca（OH）2＋2NH4Cl

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；B项，加热时NH4Cl发生分解反应NH4Cl

HCl↑＋NH3↑，遇冷时两种气体又发生化合反应HCl＋NH3===NH4Cl，故不适合用于实验室制NH3；C项，NH3·H2O

NH3↑＋H2O；D项，生石灰溶于水放热促使NH3逸出，且增大溶液中c（OH－），有利于产生NH3。

2.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：

①用固体氢氧化钙与氯化铵共热；

②在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水反应。

（1）右面的制取装置图中，方法①应选用装置________（填“A”或“B”，下同），方法②应选用装置________。

（2）在制取后，如果要干燥氨气，应选用的干燥剂是______。

A．浓硫酸　　　　　B．固体氢氧化钠

C．五氧化二磷

（3）检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

A装置适用于固体与固体加热制气体，B装置适用于液体与固体（或液体）不加热制气体。

NH3为碱性气体，只能用碱性干燥剂。

检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。

答案：

（1）A　B　

（2）B

（3）将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口处，如试纸变蓝，说明气体已收集满

[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列关于铵盐通性的叙述不正确的是（　　）

A．铵盐均易溶于水

B．铵盐参与的反应不可能有电子的转移

C．铵盐中的氮元素不一定都为－3价

D．可以用铵盐与碱反应制氨气

解析：

选B　铵盐参与的反应也有氧化还原反应。

2．在如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥的气体a，将滴管内的液体b挤入烧瓶中，轻轻振荡烧瓶，并打开弹簧夹f，烧杯中的液体b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（溶液）

①

NO2

水

②

SO2

4mol·L－1

NaOH溶液

③

Cl2

饱和食盐水

④

NH3

1mol·L－1盐酸

A.①②　　　　　　　B．②③

C．①③D．②④

解析：

选D　NO2与水反应形成喷泉，但由于NO2与水反应还产生NO，故最终烧瓶中有

体积不会充满水，①错误；Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，故不会形成喷泉，③错误；②、④中的气体都会与相对应的液体快速反应而使得烧瓶内的压强快速减小，从而形成喷泉，最终几乎充满烧瓶。

3．如图所示为氨气喷泉实验的装置

（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___________________________________________________________。

（3）如果只提供如图所示的乙装置，请说明引发喷泉的方法________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）NH3极易溶于水，且NH3的密度比空气小，故用向下排空气法。

（2）干燥氨气时，干燥剂不能与氨气发生化学反应。

（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，氨气受热膨胀，赶出玻璃管内的空气，氨气与水接触，即产生喷泉

4．某同学用下列装置（固定、加热仪器和橡胶管略）进行有关氨气制取的实验探究。

回答下列问题：

（1）若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________

______________________，若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是__________（填装置序号），装置中所盛试剂应具有的性质是________________________________________________________________________。

（2）若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是________，分液漏斗中装的试剂是________，收集装置应选择________（填装置序号）。

解析：

（1）装置①适用于固固加热制取气体，制取NH3时试剂是NH4Cl和Ca（OH）2。

若测定NH3的体积，必须用排液体法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH3反应，也不溶解NH3。

（2）装置②是固液反应，不需加热的装置，制取NH3时，可用浓氨水和生石灰作用。

答案：

（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2

2NH3↑＋CaCl2＋2H2O

③⑦　氨气难溶于该试剂，该试剂不易挥发，不与氨气反应　

（2）CaO　浓氨水（或浓NH4Cl溶液）　⑥

1．下列气体通入水中所得溶液呈碱性的气体是（　　）

A．NH3　　　　　　　　B．NO2

C．SO2D．HCl

解析：

选A　NH3通入水中发生反应NH3＋H2ONH3·H2ONH

＋OH－，溶液呈碱性。

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

解析：

选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．下列关于NH3的实验室制法的有关说法正确的是（　　）

A．实验室中可用加热分解NH4Cl的方法来制取NH3

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

解析：

选C　NH4Cl分解产生的NH3和HCl气体在试管口处能重新化合，不能得到NH3；NH3的检验可以用湿润的红色石蕊试纸，也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒，看是否有白烟生成；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，只能用向下排空气法收集，且往往在试管口处放一团棉花，防止与空气对流导致收到的氨气不纯。

4．有关氨气的实验较多，下面对这些实验原理的分析中，正确的是（　　）

A．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验

B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验

C．NH3·H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气

D．NH3液化时放出大量的热，因而不能用氨作制冷剂

解析：

选A　NH3与HCl的反应为非氧化还原反应，B项错误；因NH3极易溶于水，实验室制NH3用NH4Cl固体和熟石灰加热，C项错误；液氨汽化时，吸收大量的热，可用液氨作制冷剂，D项错误。

5．分离NaCl和NH4Cl的最佳方案是（　　）

A．利用溶解度不同，采用结晶法

B．加入烧碱

C．直接加热法

D．加AgNO3

解析：

选C　利用铵盐受热易分解的性质，而NaCl受热不易分解，加热后把产生的气体收集并冷却即可分离NaCl和NH4Cl。

6.如图所示，集气瓶内充满某混合气体，将集气瓶置于光亮处，然后挤压胶头滴管使胶头滴管内的水进入集气瓶，发现烧杯中的水会倒吸进入集气瓶，则集气瓶内的混合气体可能是（　　）

①CO、O2　②NO、O2　③NO2、O2　④N2、H2

A．①②B．②④

C．③④D．②③

解析：

选D　①CO和O2在光照条件下不反应，且均难溶于水，不符合题意；②NO与O2可发生反应2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成物易溶于水且气体分子数减少，符合题意；③在O2存在的条件下，NO2可与水发生反应：

4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，生成物溶于水且气体分子数减少，符合题意；④N2和H2在光照条件下不反应，且均难溶于水，不符合题意。

7．现欲分离氯化钠和氯化铵的混合物，可采用的方法是（　　）

A．加入NaOH溶液　　　B．加入AgNO3溶液

C．加热并冷却D．加入水

解析：

选C　加入NaOH溶液可以除去其中的NH4Cl，但却不能达到分离的目的；AgNO3溶液与NaCl和NH4Cl均生成AgCl沉淀，因此不能将二者分离；两种物质均易溶于水，加入水也不能分离；因NH4Cl受热分解为NH3和HCl气体，NH3和HCl气体遇冷又会生成NH4Cl，但NaCl受热不分解，所以用加热并冷却的方法可以使两者分离。

8．在实验室里可按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（　　）

A．HClB．Cl2

C．NOD．NH3

解析：

选D　此气体要符合4个条件：

①可用固体干燥剂干燥；②可用排气法收集；③密度比空气小；④该气体在水中的溶解度大，符合这4个条件的气体为NH3。

9．如图甲为实验室制取氨的实验装置。

（1）写出A中发生反应的化学方程式_________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）收集氨时试管口棉花团的作用是___________________________________。

（3）一位学生用制得的氨，按图乙装置进行喷泉实验，烧瓶已充满干燥的氨，引发喷泉实验的操作是________________________________________________________________。

（4）另一学生积极思考产生喷泉的其他方法，设计图丙装置。

在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后产生喷泉的是__________。

A．CaCO3粉末和浓盐酸

B．NH4HCO3溶液与稀NaOH溶液

C．盐酸和AgNO3溶液

D．盐酸和酚酞溶液

解析：

（1）采用的是“固＋固

气”的方法，故用氯化铵和氢氧化钙固体混合加热，化学方程式为2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

（2）收集氨用向下排空气法，试管口棉花团的作用是减少氨与空气的对流，保证试管中能收集到纯净的氨。

（3）打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，使少量的水进入烧瓶，由于氨极易溶于水，使烧瓶中的气体压强迅速减小，引发喷泉。

（4）图丙利用反应生成大量的气体，锥形瓶中压强增大，将液体压入烧瓶而产生喷泉。

答案：

（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

（2）减少对流，保证试管中能收集到纯净的氨且防止环境污染

（3）打开橡皮管的止水夹，挤压胶头滴管，使少量的水进入烧瓶　（4）A

10．某课外活动小组在实验室用下图所示的装置进行实验，验证氨的某些性质并收集少量纯净氮气。

试回答：

（1）实验前先将仪器按图连接好，然后________，此操作进行的方法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

然后再开始实验。

（2）实验进行一段时间后，可以观察到硬质试管内黑色的CuO粉末变成________色，盛无水CuSO4的干燥管内出现________色，并在最后的出气导管处收集到纯净、干燥的N2。

根据这些现象，硬质试管中反应的化学方程式为________________________________________________________________________，

这个反应说明氨气具有________性。

A．碱性B．氧化性

C．还原性D．不稳定性

（3）烧瓶内盛有生石灰，随着浓氨水的滴入，产生氨气的原因是________________________________________________________________________。

烧瓶中的生石灰可以用______（填药品名称）代替。

（4）洗气瓶中浓硫酸的作用是吸水和________。

（5）在最后出气管口收集干燥、纯净的氮气，收集方法是________（填编号）。

A．排气法

B．排水法

C．用塑料袋或球胆收集

解析：

由CuO粉末变红知NH3与CuO反应后生成铜单质，由无水CuSO4变蓝知，NH3与CuO反应后生成了H2O，再根据题意可有：

NH3＋CuO

N2＋Cu＋H2O，配平即可。

用排水法收集到的氮气中含有水蒸气，又由于N2的密度接近空气的密度，收集N2不能用排空气法，故C项符合要求。

答案：

（1）检查装置的气密性　关闭分液漏斗活塞，向广口瓶内加水，浸没进气导管口，用酒精灯在烧瓶下稍加热，若导气管口有少量气泡冒出，停止加热后，导管内水面上升，形成一段水柱，就可以说明装置的气密性良好

（2）红　蓝　3CuO＋2NH3

3Cu＋3H2O＋N2　C

（3）生石灰与水反应放热促使NH3逸出　氢氧化钠或碱石灰

（4）吸收多余NH3，保护环境　（5）C

1．下列说法不正确的是（　　）

A．铵盐都是白色晶体，易溶于水，受热易分解

B．铵态氮肥与碱性肥料混合施用，有利于提高肥效

C．凡是铵盐都能与苛性钠共热产生NH3

D．碳酸氢铵受热分解产生的气体经碱石灰干燥后可得到纯净的NH3

解析：

选B　植物能吸收铵态氮肥中的NH

，NH3不能被吸收，铵态氮肥与碱性肥料混合施用，NH

→NH3，使肥效降低。

2．在1L1mol·L－1氨水中（　　）

A．含1molNH3

B．含NH3和NH

之和为1mol

C．含1molNH3·H2O

D．NH3、NH3·H2O、NH

之和为1mol

解析：

选D　1L1mol·L－1氨水中，溶解的NH3是1mol，它在溶液中以下列三种微粒形式存在：

NH3、NH3·H2O、NH

，据N原子守恒得NH3、NH3·H2O、NH

物质的量之和为1mol。

3．下列操作不能用于检验N