氮肥的生产和使用

氮肥的生产和使用专题四硫、氮和可持续发展第二单元生产生活中的含氮化合物厦大附中俞佳将体积为10mL的试管倒置于盛水的水槽中，先向试管中注入一定量的NO，再通入O2，两种气体共为10mL，水面逐渐上升，至余3mL气体时为止。求原混合气体中NO和O2各多少毫升？在不知道具体哪个多的情况下有气体剩余，则剩余气体可能是NO；也可能是O2解（1）若剩余气体为NO则氧气完全反应，设氧气的体积为x4NO+3O2+2H2O=4HNO343x4x/34x/3+x=（10-3）=7mLx=3mLV(NO)=7mL（2）若剩余气体为O2,则NO完全反应，设NO的体积为y4NO+3O2+2H2O=4HNO3433y/4yy+3y/4=（10-3）=7mLy=4mLV(O2)=6mL氮元素是一切动植物的生长都需要的营养元素。大气中含有大量的氮气，但是不能被多数生物直接吸收，多数生物只能吸收含氮元素的化合物。一、氨的工业制法N2+3H22NH3催化剂高温、高压合成氨工厂1、氨的物理性质（1）色，有气味的气体。无刺激性（2）密度比空气__________小（3）易液化，可用作剂。致冷（4）极易溶于水。常温下，1体积水约能溶解体积的氨。氨水的密度比水，且氨水浓度越大，其密度越。700小小二、氨实验探究1：在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃管和胶头滴管（预先吸入少量水）的胶塞。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯里(水中滴有酚酞溶液)。打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，观察现象。NH3水滴有酚酞的水溶液烧杯中的水进入烧瓶中，形成红色的喷泉。——“喷泉实验”【实验现象】：思考：①充满氨气的烧瓶里为什么会形成喷泉？②烧瓶中的溶液为什么变成红色？③实验成败的关键是什么？②烧瓶中的溶液为什么变成红色？③实验成败的关键是什么？①充满氨气的烧瓶里为什么会形成喷泉？a.烧瓶干燥；b.装置的气密性好；c.收集的气体纯度尽可能高。氨气溶于水，其溶液显碱性氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压强差。2、氨的化学性质（1）氨跟水反应——显弱碱性NH3+H2ONH3·H2ONH3·H2ONH4++OH-所以氨水显______，既能使无色的酚酞溶液变成____，又能使湿润的红色的石蕊试纸____。红色变蓝弱碱性2、氨的化学性质（1）氨跟水反应——显弱碱性一水合氨很不稳定NH3+H2ONH3·H2ONH3·H2ONH4++OH-NH3·H2O==NH3↑+H2O分子有：H2O、NH3和NH3·H2O离子有：NH4+、OH-和少量H+所以：氨水是混合物。交流与讨论：氨水的主要成份有哪些？与液氨有何区别？氨水的成份：氨水保存：氨水的密度：小于1，且氨水浓度越大，密度越小易挥发，需密封保存，置于阴凉处在一只烧杯中放两个棉花球，分别在两个棉花球上滴加几滴浓氨水和浓盐酸，用表面皿盖住烧杯口，观察现象。氨水具有挥发性，与挥发性酸(HCl)发生反应,生成氯化铵固体小颗粒。现象：产生白烟结论：实验探究2NH3+HCl=NH4Cl（2）氨跟酸的反应NH3+HCl=NH4Cl（冒白烟）2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4（不冒白烟）NH3+HNO3=NH4NO3（冒白烟）氨遇挥发性酸：HCl、HNO3冒白烟——检验NH3或HCl思考讨论：从氮元素的化合价考虑，氨还有哪些性质？这个反应叫做氨的催化氧化，它是工业上制硝酸的基础。△4NH3+5O2===4NO+6H2O催化剂（3）NH3具有还原性-3与氧气的反应思考：实验室是如何制取氨气的？三、氨的实验室制法（1）原理：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O（2）装置：固＋固同O2发生装置相同加热铵盐与碱的固体混合物（3）收集：向下排空气法棉花的作用防止NH3与空气对流（4）检验：湿润的红色石蕊试纸变蓝或蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口冒白烟（5）干燥：用CaO、碱石灰等碱性干燥剂干燥，不能用浓硫酸、P2O5酸性干燥剂，也不能用无水CaCl2（生成CaCl2·8NH3）（6）吸收：如何检验NH3已经收满？尾气处理：用水吸收NH3浓氨水方法二：加热浓氨水制氨气NH3·H2O==NH3↑+H2O方法三1、吸收水分，减少溶剂。2、增加OH-的浓度。3、放出热量，升高温度。CaO浓氨水浓氨水加生石灰法四.NH3的用途氨气用途致冷剂有机合成工业原料制硝酸纯碱制氮肥铵盐种类化学式及俗称含氮量性状铵态氮肥NH4HCO3(碳铵)17.7%白色结晶，吸湿性很强，易潮解，溶于水，弱碱性NH4Cl(氯铵)26.2%白色或淡黄色结晶，有吸湿性，溶于水，酸性.NH4NO3(硝铵)35%白色结晶，易潮解，结硬块，溶于水，微酸性，(NH4)2SO4(肥田粉)21.2%白色粒状结晶，吸湿性不大，不易结块有机氮肥CO(NH2)2(尿素)46.7%白色或浅黄色针状结晶或小颗粒，溶于水，中性氮肥五、铵盐铵盐：由铵根离子和酸根离子构成的化合物。1.物理性质：易溶于水的无色或白色晶体2.化学性质：有一农民买来一包碳铵化肥贮藏在农具间，放下地时不小心化肥袋被农具弄破，一段时间后，农民准备去农田施肥，发现农具间有浓烈的刺激性气味，化肥袋内的化肥数量明显减少。可能原因是？化学与生活有顾客在马路边的无证商店里，买了几根油条，吃时发现特殊的臭味：“氨臭味”。你有没有吃过呢？本应是香喷喷的油条为何飘出氨气味？据说生意还不错！它是由名为“碳酸氢铵”（一种无色晶体）的膨松剂所致，含碳酸氢铵的油条，经油炸后，闻到的刺鼻气味很可能就是氨气。认为，过量氨气诱发肝硬化胃窦炎过量食用这种有刺激味的气体，会对人体造成不利影响。医学专家认为：五、铵盐2.化学性质：（1）受热易分解：NH4ClNH3↑+HCl↑NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O铵盐加热一般分解为氨气和相应的酸气体遇冷形成白色固体NH3+HCl===NH4Cl氯化铵晶体加热分解（2）与碱反应：制氨气、铵盐通性、NH4＋的检验(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2ONH4++OH-NH3↑+H2ONH4+的检验：与碱(NaOH)共热产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味的气体，证明溶液中含NH4＋。反应实质：NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O加热铵态氮肥（铵盐）在施用时注意什么事项？讨论：1.不和碱性肥料一起使用2.在干燥阴凉的地方储存氯化铵的妙用——防火布将一块普通的棉布浸在氯化铵的饱和溶液中，片刻之后，取出晾干就成防火布了。将这块经过化学处理的布用火柴点，不但点不着，而且还冒出白色的烟雾。科学视野原来，经过这种化学处理的棉布（防火布）的表面附满了氯化铵的晶体颗粒，氯化铵这种物质，它有个怪脾气，就是特别怕热，一遇热就会发生化学变化，分解出两种不能燃烧的气体，一种是氨气，另一种是氯化氢气体。这两种气体把棉布与空气隔绝起来，棉布在没有氧气的条件下当然就不能燃烧了。当这两种气体保护棉布不被火烧的同时，它们又在空气中相遇，重新化合而成氯化铵小晶体，这些小晶体分布在空气中，就象白烟一样。实际上，氯化铵这种化学物质是很好的防火能手，戏院里的舞台布景、舰艇上的木料等，都经常用氯化铵处理，以求达到防火的目的。1、利用右图装置下列组合能形成明显喷泉并充满烧瓶的是A干燥气体B液体ANO2水BCO24mol/LNaOHCCl2饱和食盐水DNH31mol/LHClAB液体BD氮肥的种类：氨态化肥都来源于NH3硝态化肥：硝酸盐NH4NO3尿素（CO(NH2)2）NH4ClNH4HCO3(NH4)2SO4氨态化肥含氮量26.17%17.72%21.21%35％46.67％要点二氨气的三种实验室制法1.加热固态铵盐和碱的混合物(1)原理：(2)装置：(3)收集：(4)验满：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O氨气比空气轻，易与空气对流，故收集氨气时，导气管应插入集气试管底部附近，试管口塞一团棉花，防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。①使湿润的红色石蕊试纸变蓝。②使蘸有浓盐酸的玻璃棒产生。3.浓氨水中加固态碱性物质（1）原理：（2）装置：2.加热浓氨水（1）原理：（2）装置：NH3·H2ONH3↑+H2O加入固态碱性物质（如CaO、NaOH、碱石灰等）,使平衡：逆向移动，同时放热，促进NH3·H2O分解。NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-①氨跟氧气反应----催化氧化（接触氧化）催化剂△4NH3+5O2====4NO+6H2O2NH3+3Cl2==N2+6HCl（氨不足）8NH3+3Cl2==N2+6NH4Cl（氨充足）②氨与其它氧化剂反应（3）氧化反应现象：瓶口有红棕色气体产生，并且铂丝始终保持红热红热的铂丝浓氨水N2+3Cu+3H2O2NH3+3CuO氨与氯化氢的反应沾有浓氨水的玻棒HClNH3现象：产生大量白烟NH3+HCl＝NH4ClNH4Cl2、氨气与酸的反应：NH3+HCl=NH4Cl这个反应叫做氨的催化氧化，它是工业上制硝酸的基础。△4NH3+5O2===4NO+6H2O催化剂（3）NH3具有还原性-3与氧气的反应NH3在纯氧中燃烧：4NH3+3O22N2+6H2O点燃