第2课时 氮肥的生产和使用
[核心素养发展目标] 1.知道NH3的物理性质特点以及氨水显碱性的原因。2.掌握氨气的实验室制取、收集和检验方法。3.学会铵盐的性质及NH4的检验方法。4.知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事项。
＋
一、合成氨的贡献 1．工业合成氨原理
德国化学家哈伯因在合成氨方面的巨大贡献而获得诺贝尔化学奖。工业上合成氨反应的化学方程式是
高温、高压
N2＋3H2催化剂2NH3。 2．氮的固定
(1)定义：将游离态的氮转变为氮的化合物的过程。 放电
2NO?雷电固氮：N＋O=====
(2)方法?生物固氮：豆科植物的根瘤菌吸收N形成化合物
?人工固氮：工业上合成氨
2
2
2
例1 下列具有氮的固定作用的化学反应是( ) A．氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气 B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮 C．氨气经催化氧化生成一氧化氮 D．由氨气制碳酸氢铵和硫酸铵 答案 A
解析 氮的固定指游离态的氮反应生成化合态的氮，即将氮气转化为含氮化合物的过程。一氧化氮转化为二氧化氮、氨气转化为一氧化氮、氨气转化为铵盐，都是含氮化合物间的转化，不是氮的固定。 二、氨的性质
1．氨气极易溶于水——喷泉实验
(1)按图所示装置，打开止水夹，挤压滴管的胶头，烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色。
(2)上述实验说明氨气极易溶于水，其水溶液呈碱性。 (3)反应的化学方程式是NH3＋H2O
NH3·H2O。
(1)氨气是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，容易液化。 (2)氨水的性质 ①NH3·H2O
NH4＋OH，具有弱碱性，能使石蕊溶液变蓝。
＋
－
△
②受热易分解：NH3·H2O=====NH3↑＋H2O。 2．氨气与氯化氢的反应
(1)将分别蘸有浓氨水、浓盐酸的两支玻璃棒渐渐靠近，观察到的现象是有大量白烟产生。 (2)这是因为浓氨水挥发产生的氨气与浓盐酸挥发产生的氯化氢在空气中相遇迅速反应生成氯化铵晶体小颗粒。
(3)反应的化学方程式是NH3＋HCl===NH4Cl。 3．从氮元素的化合价分析氨的性质
(1)NH3分子中氮元素的化合价为－3价，在化学反应中氮元素化合价可能的变化是只能升高，不能降低，因此氨具有还原性。
催化剂
(2)请写出氨气与氧气在催化剂作用下生成NO的化学方程式：4NH3＋5O2=====△4NO＋6H2O。 例2 下列关于氨水的叙述正确的是( ) A．氨水显碱性，是因为氨水是一种弱碱 B．氨水和液氨成分相同
C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外)
D．1mol·L的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH4物质的量之和为1mol 答案 D
解析 溶于水的氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，所以除水外，物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O；NH3·H2O是一种弱碱，在水中发生部分电离使溶液呈碱性；氨水中共含有六种粒子，分别是H2O、NH3、NH3·H2O、NH4、OH和少量的H，是一种混合物，液氨是纯净物。
＋
－
＋
－1
＋
思维启迪——液氨与氨水的比较
物质成分 粒子种类 主要性质 存在条件
例3 (2018·北京朝阳区高一检测)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( )
液氨 纯净物(非电解质) NH3分子 不具有碱性 常温常压下不能存在 氨水 混合物(NH3·H2O为弱电解质) NH3、NH3·H2O、H2O、NH4、OH、H 具有碱的通性 在常温常压下可存在 ＋－＋
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，说明氨水呈碱性 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 答案 D
解析 A项，NH3极易溶于水，可用来做喷泉实验；B项，氨水呈碱性，能使酚酞溶液变红色；C项，NH3极易溶于水，使烧瓶内的气压小于大气压，在压强差的作用下，烧杯中的水沿导管迅速向上流动，从而形成喷泉；D项，Cl2在水中的溶解度较小，不能用于做喷泉实验。 三、铵盐及氨气的制取 1．铵盐及其性质
(1)农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐，它们都是易溶于水的晶体。
(2)在试管中加热氯化铵固体
①观察到的现象是氯化铵白色固体消失，在试管上方重新凝成白色固体。 △
②反应的化学方程式：NH4Cl=====NH3↑＋HCl↑； NH3＋HCl===NH4Cl。
(3)加热氯化铵和氢氧化钠的混合溶液，在试管口放一张湿润的红色石蕊试纸： ①观察到的现象是红色石蕊试纸变蓝。 ②反应的化学方程式是
△
NH4Cl＋NaOH=====NH3↑＋H2O＋NaCl。
铵盐的检验方法(有两种)
(1)取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则证明样品中含有NH4。
(2)取少许样品于试管中，放入碱后加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明样品中含有NH4。 2．氨的实验室制法
＋
＋
答案 ①向下排空气法 ②防止NH3与空气对流，提高NH3的纯度和收集速度，浸湿后可吸收△
多余的氨气防止污染空气 ③2NH4Cl＋Ca(OH)2=====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
实验室制备氨气
(1)实验室一般用氯化铵或硫酸铵，与Ca(OH)2反应制取氨气。不用NaOH是因为其易潮解，成本高。
(2)氨气的发生装置与制取氧气的装置相同。
(3)常用碱石灰(CaO和NaOH)干燥氨气，不能用浓硫酸、CaCl2(因为可生成CaCl2·8NH3)干燥氨气。
(4)实验室快速制取氨气的方法：用浓氨水和固体NaOH(或CaO)反应或直接加热浓氨水。 例4 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NH3
B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价
＋－△
C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时反应的离子方程式为NH4＋OH=====NH3↑＋H2O
D．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离 答案 C
解析 A项，有的铵盐受热分解产生氨气(如NH4Cl)，有的铵盐受热分解不产生氨气(如硝酸铵)；D项，可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华。
例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：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)下面的制取装置图中，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______(填字母)。 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______________________________________。 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
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。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)氨气与氯化氢气体相遇会形成白烟( ) (2)加热氯化铵可制取氨气( )
(3)铵盐易溶于水，可用作氮肥，贮存时要密封包装且放于阴凉处( )
＋－△
(4)NH4HCO3与足量NaOH溶液共热时，发生反应的离子方程式为NH4＋OH=====NH3↑＋
H2O( )
(5)氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和氧化性( )
2019_2020学年高中化学专题4硫、氮和可持续发展第二单元第2课时氮肥的生产和使用学案苏教版必修1
