课题1　化肥和农药教学设计第二课时

第21课时

化肥

学案

【学习目标】

1.了解常见化肥的组成、性质、作用。

2.了解几种常见化肥的制法。

【重点难点】

常见化肥的制法、性质、作用

课前预习

【情景材料】化肥和农药为提高农作物的产量和质量、解决人类的粮食问题做出了不可磨灭的贡贡献，两者都是体现化学在农业生产中广泛应用的典型实例。化学肥料为农作物生长提供所需的某种（或几种）元素，目前，人为地向土壤添加有所需元素的化学物质仍然是解决地力贫瘠的主要途径，农业生产的需要促进了肥料工业业的发展。

【预习内容】

根据教材有关内容填写下列空白：

一、化肥为农作物补充必要的营养元素

农业生产中，大量使用的化肥主要是

、

和

。

1．磷肥：目前广泛使用的磷肥是

，主要成分是

和

，简称

，其生产原料是

。(填化学式) 2．钾肥：农业上常用的钾肥主要有

、

和

。

3．氮肥：农业上使用最多的是氮肥，如 、

和

。

①写出工业制尿素的主要反应式：

；

。

②用方程式表示硝酸铵的生产原理：

；

；

；

。

4．复合肥料：复合肥料对植物的肥效

单一肥料，常用的复合肥有

、

等。

钙镁磷肥的主要成分是

和

，它是一种缓效的

。

预习内容答案

一、氮肥

磷肥

钾肥

1.过磷酸钙

Ca( H2PO4)2

·H2O

CaSO4

普钙

Ca5(PO4)3F 2.氯化钾

硫酸钾

硝酸钾

3.尿素

硝酸铵

碳酸氢铵

2NH3＋CO2H2NCOONH4

H2NCOONH4H2NCONH2＋H2O

[来源:学科网]Pt～Rh4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O

2NO＋O2===2NO2

高温3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

NH3＋HNO3=NH4NO3

4.优于

铵磷复合肥

硝酸复合肥

Ca3(PO4)2

Mg3(PO4)2

多元复合肥

[来源:Z。xx。k.Com]堂中互动

【问题探究1】常见化肥大致分为哪几类？大多数氮肥是如何生产制备的？

【教师点拨】参考教材P84的内容。

分析解答:

用作氮肥的铵盐：氨水是液体，运输不便，又容易挥发而降低肥料。工业上常利用酸和氨起反应制成固体铵盐用作肥料。例如：NH3＋H2O＋CO2＝NH4HCO3

NH3＋HNO3＝NH4NO3

2NH3＋H2SO4＝(NH4)2SO4

NH3＋HCl＝NH4Cl 尿素：工业上用氨和CO2在2.02×104KPa和180℃合成CO(NH2)2：2NH3＋CO2CO(NH2)2，尿素施入土壤受微生物的作用跟水缓慢起反应生成碳酸铵，碳酸铵容易被作物吸收。CO(NH2)2＋2H2O＝(NH4)2CO3

磷肥：磷肥能促进作物根系发达，增强抗旱抗寒能力，还能促进作物提早成熟，穗粒增多，籽粒饱满。常用的磷肥为钙镁磷肥、过磷酸钙、重过磷酸钙等。

原料：磷矿石〔主要成分Ca3(PO4)2〕、磷灰石〔主要成分Ca5F(PO4)3〕、硫酸。

H3PO4的制备：Ca3(PO4)2＋H2SO4(浓)Ca5F(PO4)3＋H2SO4(浓)

3CaSO4↓＋H3PO4

5CaSO4↓＋3H3PO4＋HF↑

过磷酸钙制备：Ca3(PO4)2＋2H2SO4(浓) ＝

2CaSO4＋Ca(H2PO4)2

重钙的制备：Ca3(PO4)2＋4H3PO4(浓) Ca5F(PO4)3＋7H3PO4(浓)

3Ca(H2PO4)2

5Ca(H2PO4)2

＋HF↑

【即学即练1】硫酸铵是农村常用的一种铵态氮肥。试回答下列问题：

(1)某硫酸铵肥料，实验测得氮的质量分数为20%，这种样品中可能混有（

）

A．碳酸氢铵

B．硝酸铵

C．氯化铵

D．磷酸氢二铵[来源学科网]

(2)下列物质不能跟硫酸铵肥料混合施用的是（

）

A．碳酸氢铵

B．草木灰

C．过磷酸钙

D．氯化钾

(3)次施用化肥过多会使植物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”，其原因是（

）

A.根细胞从土壤中吸收的养分过多

B．根细胞不能从土壤中吸水

C．根系不能将水向上运输

D．根系加速了呼吸作用，释放的能量过多

1.(1) A (2)B (3)B

【解析】(1)含氮量为21.2%＞20%，则必定含有含氮量比20%小的一种化肥，经计算只有NH4HCO3含氮量低于20%。

(2)硫酸铵为铵态氮肥，这种肥料不能跟碱性物质混合使用，因易产生挥发物质氨气，降低肥效，而草木灰的主要成分是K2CO3，水解显碱性。

(3)当使用化肥过多时，根细胞不能从土壤中吸水而发黄。

【问题探究2】化肥中的铵态氮肥为何不能与草木灰混用？

＋【教师点拨】从NH4的水解方向考虑。

分析解答：不能；草木灰的主要成分是K2CO3，此外还有K2SO4和KCl。草木灰溶于水时显＋－碱性，遇铵盐发生如下反应NH4＋OHNH3·H2ONH3↑＋H2O，从而使肥效降低。

【即学即练2】某同学发现他家菜园中的蔬菜生长迟缓，便施用了一种氮肥，下图是该氮肥包装标签的部分文字。

(1)写出工业上制备该氮肥的化学方程式________________ ______________________ ______________________ ______________________ 。

(2)说明该氮肥能否与草木灰混合使用_________________ _____________________。

(3)计算该氮肥的纯度 。

2.(1)4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NH3＋HNO3===NH4NO3

(2) 不能，两者混用会生成挥发性物质，降低其肥效

(3) 98% 【解析】(1)化学方程式4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NH3＋HNO3===NH4NO3。

(2)不能，两者混用会生成挥发性物质，降低其肥效。NH4＋CO32=NH3↑＋HCO3。

＋－－

2×1434.3%(3)纯净的NH4NO3中N的质量分数为：×100%＝35%。故该氮肥的纯度＝＝803598%。

练案

A组（课堂反馈 满分50分）

一、选择题（每小题5分，共35分）

1.已知土壤胶体带负电，在土壤里施用含氮量相等的下列肥料，肥效较差的是（

）。

A.(NH4)SO4

B.NH4HCO3

C.NH4NO3

D.NH4Cl 1.C【解析】土壤胶粒带负电荷能够吸附NHt，而N03则不能被吸附易损失，所以NH4 N03肥效较差。

2.下列化学肥料属于复合肥料的是(

) A．氯化钾

B．硝酸铵 C．磷酸二氢钙 D．硝酸钾

2.D【解析】复合肥料指含有两种或两种以上营养元素(N、P、K)的化学肥料。依据所给物质的化学组成可以推断D中含有N和K两种营养元素，因此答案应为D。

3. 草木灰中含有碳酸钾，它属于（ ）

A．氮肥 B．钾肥 C．复合肥料

D．微量元素肥料

3.B【解析】草木灰的主要成分是碳酸钾，含有土壤常缺乏的钾元素，属于钾肥。复合肥料是含有两种或两种以上营养元素（氮、磷、钾）的化肥，如磷酸二氢钾等，微量元素肥料主要有硼肥、锰肥、铜肥、锌肥、钼肥等，钾肥不属于微量元素肥料。

4.下列四瓶质量分数不同的氨水，其中密度最大的是( ) A.29%氨水 B.12%氨水 C.34%氨水 D.15%氨水

4.B【解析】一般地，溶液的浓度越大密度越大，但是，酒精溶液与氨水的浓度越大密度越小。

5.某硝酸铵样品中混有另一种氮肥，经测定该样品中含氮38%，则该样品中可能混有的氮肥是

(

)

A.NH4HCO3

B.(NH4)2SO4

C.NH4Cl

D.CO(NH2)2

5.C【解析】硝酸铵中氮元素的质量分数为：28×100%=35%．通过计算可知，硫酸铵中氮80元素的质量分数是21.2%，氯化铵中氮元素的质量分数是26.2%，尿素中氮元素的质量分数是46.7%，碳酸氢氨中氮元素的质量分数是17.7%．通过计算可知，硝酸铵中含有的一种氮肥不可能是尿素．故选C．

6.某班同学就施用化肥的“利与弊”为题进行辩论，正方观点是施用化肥有利，正方的下列观点中不科学的是（

）

A.施用化肥可使农作物增产 B.化肥的肥效快 C.施用化肥不会造成环境污染 D.复合肥能给农作物提供几种营养元素

6.C【解析】

施用化肥的目的就是使农作物增产，故A正确；化肥含营养素少但量多见效快，农家肥含营养素种类多，但量少，见效慢，故B正确；由于化肥中含有氮、磷等元素容易使水体富营养化，会造成赤潮或水华现象，所以应该合理的使用化肥，故C错误；化学式中含有营养元素N、P、K中的任何两种，或三种的叫复合肥，所以复合肥能给农作物提供几种营

养元素，故D正确．故选C．

7.下列化肥中，能促使植物根系发达，耐寒耐旱的是（

）

A.尿素CO(NH2)2

B.氯化钾KCl

C.磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2

D.硫酸铵(NH4)2SO4

7.C【解析】根据N肥、P肥、K肥、复合肥的作用考虑本题：N肥促进叶色浓绿；P肥使作物根系发达、耐寒耐寒；K肥缺乏易倒伏、常受病虫害欺负；复合肥有多种营养成分．

二、填空题（共15分）

8.(6分)

某科学兴趣小组为探究无机盐对植物生长的影响情况，取两株大小基本一致、发育相近的健壮的天竺葵苗，分别放在等质量的A,B两瓶液体中培养，其中A瓶装蒸馏水. B瓶装土壤浸出液。经过一段时间后，A、B两瓶植株在质量和长势上的变化如下表：

植株

实验前质量/g 实验后质量/g 生长情况

A瓶植株

92 116 生长缓慢

91 258 B瓶植株

生长迅速，分枝多，叶片增加多

（1）B瓶植株质量增加的主要原因是由于植株进行 作用，合成了有机物。

（2）A，B两瓶植株吸收的水分大部分通过 作用散失到空气中，因此，植树造林可以增加空气的湿度，调节气候。

（3）经测定每升B瓶溶液中含氮元素的质量是1.12g，那么我们在配制此溶液时，在每升水中应加入

gNH4NO3？（假设溶液中的氮元素全部由NH4NO3提供，溶解过程中忽略体积变化）

8.（1）光合

（2）蒸腾

（3）3.2 【解析】根据题意可知两种天竺葵苗在不同的溶液中生长的速度和状态是不一样的，植物的生长不仅需要水分还需要无机盐，同时进行光合作用，生成有机物储存能量，所以在A溶液中生长缓慢，而在B溶液中生长迅速。其实植物吸收的大量水分都是为了进行蒸腾作用从而帮助植物运输和降温，只有少数用来进行光合作用，在B溶液中若需要1. 12g的氮，根据NH4NO3的氮的质量分数为35％，两者相除即可求出所需NH4NO3的质量为3.2g。设应加入中为

9.(9分) 将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4・2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。

(1)本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，还需要________________等原料

(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：________________

(3)过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还含有

________________(填化学式)等物质，该固体可用作生产水泥的原料。

(4)过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32的方法是：________________ 。

(5)已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：

－温度(℃) K2SO4溶解的量(g) 0 7.4 20 11.1 60 18.2 60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体_______________g (6)氯化钙结晶水合物(CaCl2・6H2O)是目前常用的无机储热材料，选择的依据是：___________ a 熔点较低(29℃熔化) b 能导电 c 能制冷 d 无毒

(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：_____________________________。 9.(1)CaCO3 NH3 H2O

2－2－(2)CaSO4＋CO3=CaCO3↓＋SO4

(3)CaSO4

(4)滤液中滴加盐酸产生气泡

(5)54g

(6)a d

(7)碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等(原子利用率高，没有有害物质排放到环境中)

【解析】此题是一道以工业生产为背景的实验题，考查了实验基本操作、离子检验、溶解度计算等。从生产流程图可以看出，所需原料除CaSO4・2H2O、KCl外，还需要氨气、石灰石和水。硫酸钙是微溶的，碳酸钙是难溶的，因此石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后生成了碳酸钙和硫酸铵，生成的碳酸钙中混有石膏。碳酸根的检验可用酸化的方法，若产生气泡说明虑液中含有碳酸根。硫酸钾饱和溶液在结晶过程中溶剂的量不不变，查表可知不同温度下的溶解度，先求出591g饱和液中含有的水是500g，在0℃可溶解硫酸钾37g，所以析出晶体54g。作为储热材料，要求能在室温左右的温度下工作，且对人体无害，故选ad；绿色化学要求整个生产过程中不排放污染物，原子利用率高，因此生产流程中碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用。

B组（课后拓展）

1.某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4，其工艺流程如下：

下列推断不合理的是(

) A．直接蒸干滤液得到纯净的(NH4)2SO4

B．生成1 mol (NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3

C．CO2可被循环使用

D．往甲中通适量CO2有利于(NH4)2SO4生成

1.A【解析】该工艺流程原理较明确，B、C、D正确，如果直接蒸干滤液，由于滤液中还存在少量的杂质，这样得不到纯净的(NH4)2SO4。

2. 在100 mL NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物，加热充分反应，如图

表示加入的混合物的质量与产生的气体体积(标况)的关系，试计算：

(1)NaOH溶液的物质的量浓度为____________。

(2)当NaOH溶液的体积为140 mL，固体混合物的质量是51.6 g时，充分反应后，生成气体的体积(标况)为________L。

(3)当NaOH的溶液的体积为180 mL，固体混合物的质量仍为51.6 g时，充分反应后，生成气体的体积(标况)为________L。

－2. (1)5.0 mol·L1

(2)15.68

(3)16.8 【解析】(1)从图上看出34.4 g混合物和100 mL NaOH恰好完全反应。

11.2 Ln0.50 mol－n(NaOH)＝n(NH3)＝＝5.0 mol·L1；

－1＝0.50 mol，c(NaOH)＝＝V0.100 L22.4 L·mol(2)V(NaOH)＝140 mL，因固体过量，所以V(NH3)＝22.4 L/mol×n(NaOH)：＝22.4

－1－1L·mol×5 mol·L×0.14 L＝15.68 L；

34.4 g51.6 g(3)V(NaOH)＝180 mL，过量，固体51.6 g完全反应，＝，V(NH3)＝16.8 L. 11.2 LV(NH3)3.农民使用的氮肥主要是“氢铵”和尿素。某化学兴趣小组对某“氢铵”化肥进行了专项研究：（1）预测：根据已有知识和“氢铵”的名称，该小组预测该“氢铵”是碳酸或亚硫酸或硫酸的铵盐。

（2）验证和探究：

①NH4的验证：取少量固体药品于试管中，然后

。

[来源学+科+网Z+X+X+K]

②阴离子的探究：a.取少量固体药品于试管中，然后向试管中滴加稀盐酸，固体全部溶解，将产生的气体通入下列装置。观察到的现象是：溴水无明显变化，澄清石灰水变浑浊。

再向滴加稀盐酸反应后的试管中，加Ba(OH)2溶液，无明显现象。初步结论：“氢铵”是

的铵盐。

b.要进一步确定“氢铵”的成分还需要补做如下实验：取适量“氢铵”配制成溶液，取试液于一支洁净的试管中，加

。

（3）该实验小组设计了以下二个实验方案测定该化肥的含氮量，请你阅读后解释方案中提出的问题并进行评价：

方案（一）：准确称取一定质量的样品，放入上图方案（一）的烧瓶中，滴加过量NaOH

浓溶液，充分微热，按如图装置，通过实验测定烧杯增加的质量（忽略漏斗中附着溶液的质量）。然后进行计算，可得化肥的含氮量。

方案（二）：准确称取一定质量的样品，放入上图方案（二）的烧瓶中，滴加过量NaOH浓溶液，充分微热，按如图装置（A管可以上下移动），测量生成的氨气体积（设所测体积为标准状况下的体积）。然后进行计算，可得化肥的含氮量。

方案（二）图中导管a的作用是

。

请你评价上述两套方案是否合理。若合理只需要说明结论；若不合理，请简要说明原因，并指出修改方案（若要添加仪器、药品，请说明添加的位置、名称）

方案（一）：

。

方案（二）：

。

3.（2）①滴加NaOH浓溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口部，加热试管，若红色石蕊试纸变蓝，则证明含NH

4。②碳酸

足量BaCl2溶液振荡充分反应，若不产生白色沉淀，说明该化肥主要成分为NH4HCO3；若产生白色沉淀，过滤，取滤液加适量的Ba(OH)2溶液，也产生白色沉淀，说明该化肥主要成分为(NH4)2CO3和NH4HCO3的混合物；若不产生白色沉淀，说明该化肥主要成分为(NH4)2CO3。

（3）导管a的作用：保持烧瓶与分液漏斗的压强相同，使分液漏斗中的液体顺利流出；滴入锥形瓶的氢氧化钠溶液体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入氢氧化钠溶液引起的氢气体积误差

方案（一）：不合理；装置中没有干燥装置，稀硫酸吸收了较多水蒸气，误差太大；在烧杯前加一个装有碱石灰的干燥管

方案（二）合理

【解析】这是一道探究性试题。主要考查同学们探究实验和分析实验的思维能力。检验NH4+可以将待检物溶解并加入浓碱溶液加热，看能否产生使菠润的红色石蕊试纸变蓝的气体。加入盐酸后氢铵溶解且产生的气体不和溴水反应，但能使石灰水变浑浊，说明产生的气体为CO2，即氢铵是碳酸的铵盐。该氢铵究竟是(NH4)2CO3还是NH4HCO3，可以用BaC12或Ba(OH)2等溶液检验确定。要确定氢铵中的含氮量关键是准确测量生成氨气的条件或质量。方案一中吸收的气体中含有水蒸气，且NH3吸收不完全；而方案二比较合理。