蘇教版4.2.2氮肥的生產(chǎn)和使用

1、第四章第四章 硫氮的可持續(xù)發(fā)展硫氮的可持續(xù)發(fā)展第二單元生產(chǎn)生活中的含氮化合物 氮肥的生產(chǎn)和使用1、掌握氨的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)室制法及用途。2、掌握銨鹽的性質(zhì)。3、了解氮的固定及氮的循環(huán)對(duì)維持生態(tài)平衡的重要意義。1918年，德國(guó)化學(xué)家哈伯因?yàn)樵诤铣砂狈矫娴木薮筘暙I(xiàn)而獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。哈伯哈伯合成氨，解決了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓和死亡。1931年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)再次垂青于與合成氨有關(guān)的研究。一、氨(NH3)1、氮的固定(1)人工固氮工業(yè)合成氨將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的氮的方法。(2)自然固氮：生物固氮：豆科植物固氮 高能固氮：雷雨天產(chǎn)生一氧化氮?dú)怏w N2+ O2 2 NO 放電2、氨(1)物理性質(zhì)無(wú)色氣

2、體、密度比空氣小、較低(易液化)、有刺激性氣味、極易溶于水（1：700）如何收集？【實(shí)驗(yàn)1】 噴泉實(shí)驗(yàn)(1)引發(fā)噴泉的操作是什么？(3)噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵？(2)圓底燒瓶中為什么會(huì)形成噴泉？觀察實(shí)驗(yàn)并思考：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： a.燒杯內(nèi)的水由玻璃管進(jìn)入燒瓶?jī)?nèi)形成噴泉；b.燒瓶?jī)?nèi)溶液呈紅色。a.氨極易溶于水。b.氨水顯堿性。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:引發(fā)圖1產(chǎn)生噴泉實(shí)驗(yàn)的操作？引發(fā)圖2產(chǎn)生噴泉實(shí)驗(yàn)的操作？圖1引發(fā)噴泉操作包括： 擠膠頭滴管及打開(kāi)止水夾。圖2引發(fā)噴泉操作包括： 熱毛巾捂住燒瓶外壁一會(huì)兒及打開(kāi)止水夾。1、噴泉實(shí)驗(yàn)如何實(shí)現(xiàn)呢？2、形成噴泉的原理？ 燒瓶?jī)?nèi)外形成壓強(qiáng)差3、噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵？ a.裝置的氣密性好

3、；b.氣體的純度高；c.燒瓶必須干燥。1、通過(guò)氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)得到啟發(fā)，我們?cè)撊绾卧O(shè)計(jì)一個(gè)CO2的噴泉實(shí)驗(yàn)。2、哪些氣體和溶液間也能形成噴泉？水與SO2/HCl/NH3NaOH溶液與 Cl2/SO2/CO2【實(shí)驗(yàn)2】氨水為什么會(huì)顯堿性呢？ (2)化學(xué)性質(zhì)(A)與水反應(yīng):NH3 + H2O(一水合氨) （弱堿）氨水中含少量氫氧根離子，呈弱堿性，故能使酚酞試液變紅。NH3H2O NH4+ + OH-氨水顯堿性的原理NH3 H2ONH3+ H2O注：NH3H2O 不穩(wěn)定， 氨氣：能使無(wú)色的酚酞溶液變成 ，又能使?jié)駶?rùn)的紅色的石蕊試紙 。變紅變藍(lán)NH3唯一的堿性氣體檢驗(yàn)氨氣法一1)氨水中主要含有哪些微粒？

4、三分子：NH3、 H2O 、 NH3H2O三離子：NH4+、OH- 、 微量H+2)氨水與液態(tài)氨有何區(qū)別？ 液氨氨水物質(zhì)種類 粒子種類純凈物混合物NH3分子： NH3、 H2O 、NH3H2O( B )與酸反應(yīng)【實(shí)驗(yàn)3】步驟： 使兩根分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒接近。（不要接觸）兩根玻璃棒靠近時(shí)產(chǎn)生大量白煙。現(xiàn)象：結(jié)論:(1)鹽酸、氨水均具有揮發(fā)性， (2)NH3 、HCl不能共存。 NH3+HCl NH4Cl檢驗(yàn)氨氣法二濃氨水遇濃硫酸、濃硝酸也都會(huì)產(chǎn)生白煙嗎？分別與硫酸和硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。與濃硝酸：NH3+HNO3=NH4NO3 (產(chǎn)生白煙) 與濃硫酸：2NH3+H2SO4=(NH4)

5、2SO4 (不產(chǎn)生白煙)2.揮發(fā)性酸（HCl、HNO3等）遇氨氣均有白煙生成； 難揮發(fā)性酸 (H2SO4、H3PO4 )無(wú)此現(xiàn)象。NH3 能不能用濃硫酸干燥？ 不能1.氨氣與酸反應(yīng)一般生成相應(yīng)的銨鹽。NH3 +H+ = NH4+(與酸反應(yīng)的本質(zhì))(C) 氨的催化氧化（具有還原性）4NH3+5O2 4NO+6H2O催化劑20e-思考：n(氧化劑)：n(還原劑)=5:4（工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)）（D）氨與某些鹽反應(yīng)（復(fù)分解反應(yīng)的條件） 3NH3H2O + AlCl3 = Al(OH)3 + 3NH4ClN2NH3O2NOO2NO2H2OHNO3氨經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到硝酸，如下圖所示1、試寫出以下每一步轉(zhuǎn)

6、化的反應(yīng)方程式。2、分析上述每一步反應(yīng)中氮元素化合價(jià)的變化，指出氮元素發(fā)生的是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)。 N2+3H2 2NH3 高溫、高壓催化劑2NO + O2 = 2NO2 3NO2 +H2O = 2HNO3 +NO0-3+2+4+5 N2 NH3 NO NO2 HNO3H2H2OO2O24NH3+5O2 4NO+6H2O 催化劑 工業(yè)制硝酸的流程 P101(3) 用途(a) 致冷劑(b) 制氮肥(c) 制硝酸(d) 有機(jī)合成的工業(yè)原料氨物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)用途極易溶于水與水反應(yīng)與酸反應(yīng)還原性催化氧化檢驗(yàn)氨氣方法1.氨氣能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)2.用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近，有白煙生成3、銨鹽由銨

7、根離子(NH4+)和酸根離子構(gòu)成的化合物銨鹽的形成：NH3 + H+ = NH4+(1)物理性質(zhì)： 都易溶于水，為白色固體均為離子化合物(2)化學(xué)性質(zhì)：銨鹽不穩(wěn)定，受熱易分解注意：NH4Cl受熱分解，產(chǎn)生的氣體冷卻又生成NH4Cl。 不是所有的銨鹽受熱分解都生成氨氣。都產(chǎn)生NH3，非氧化還原反應(yīng)特殊地，2NH4NO3 = 4H2O + 2N2+ O2無(wú)NH3產(chǎn)生，是氧化還原反應(yīng) (NH4)2CO3 NH3+CO2+ H2O NH4HCO3 NH3 H2O + CO2NH4Cl NH3 HCl銨鹽與堿生成氨氣 NH4NO3 + NaOH = NaNO3+ NH3 + H2O(NH4)2SO4 +

8、 2NaOH = Na2SO4 + 2NH3+ 2H2O 反應(yīng)實(shí)質(zhì)NH4+ 與OH-不大量共存應(yīng)用：用于NH4+的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室用來(lái)制NH3產(chǎn)生的氣體使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。應(yīng)用：a.用于NH4+的檢驗(yàn)：原理：利用與堿的反應(yīng)檢驗(yàn)NH4+離子的存在 操作：向樣品中加入堿溶液，加熱，若放出的氣體能 使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，證明含NH4+。NaOH溶液待測(cè)液(1)固態(tài)反應(yīng)，無(wú)離子方程式(2)濃溶液，不加熱(3)稀溶液NH4 + + OH- = NH3 + H2ONH4 + + OH- = NH3 H2O不加熱加熱 NH4+ + OH- NH3 + H2O有關(guān)銨鹽和強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式的書寫：b、氨

9、氣的實(shí)驗(yàn)室制法1、實(shí)驗(yàn)室用什么原料制取NH3？反應(yīng)原理是什么？2、根據(jù)制氨氣的反應(yīng)原理，應(yīng)選用什么樣的裝置？ 這套裝置還可以制取什么氣體？3、如何收集NH3 ？如何驗(yàn)滿？4、實(shí)驗(yàn)中制得的NH3含有少量的H2O，如何干燥氨氣？5、 NH3是一種污染性氣體，為避免污染空氣， 實(shí)驗(yàn)中多余的氨氣應(yīng)如何進(jìn)行吸收處理？b、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法(3)裝置： 固+固加熱型(還可用于制取氧氣)(1)藥品：氯化銨晶體、消石灰固體(2)原理：2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3+ 2H2O(4)干燥： 堿石灰不可用：P2O5、濃硫酸、CaCl2(5)收集：向下排空氣法(6)檢驗(yàn)或驗(yàn)滿 濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán) （唯一的一種堿性氣體） 蘸有濃HCl的玻璃棒接近試管口產(chǎn)生白煙。(7)尾氣吸收：常見(jiàn)防倒吸裝置水裝置：倒扣漏斗試管口棉花的作用：防止空氣對(duì)流，提高集氣的速度和純度。干燥氨氣的常用試劑：注意：無(wú)水CaCl2不能干燥NH3(形成CaCl2 8NH3)CaO、堿石灰等堿性干燥劑(8) 其他常見(jiàn)的制取NH3的方法加熱濃氨水法NH3H2O NH3+ H2O 濃氨水CaO濃氨水原理：固體燒堿或生石灰溶于水時(shí)放出大量的熱，促使NH3H2O分解放出氨氣。濃氨水滴加到CaO或固體NaOH上自然界中氮循環(huán)NH4ClNH3H2O實(shí)驗(yàn)室制氨氣實(shí)驗(yàn)室制氨氣N2NH3NONO2HNO3氮及其化合物