高中化学专题五为现代农业技术添翼第二单元化肥的生产与合理使用学案苏教版选修2

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1、第二单元　化肥的生产与合理使用1．了解化学元素对农作物生长的影响。2．认识几种常见的氮肥、磷肥、钾肥的性质，认识化肥在农业中的重要作用、对环境的影响与合理使用。3．了解尿素的生产流程、钾肥的制取方法。掺混肥料，又称配方肥、BB肥，是由不同类型的单质或二元颗粒肥料，按需求比例，进行物理混配。BB肥在加工生产中基本没有三废等环境污染物排放，同时可减少化肥浪费及养分流失对水、土壤环境造成的污染。一、植物所需的营养元素1．植物所需的营养元素及其来源农作物生长不仅需要阳光、空气和水，还需要多种化学元素，包括C、H、O、N、P、K和其他

2、微量元素。这些元素都是农作物生长不可缺少的营养元素。C、H、O三种元素可以从空气和水中获得，其他元素一般可从土壤中获得。而N、P、K这三种元素需要量都比较大，仅依靠土壤中含有的N、P、K元素不能满足植物生长的需要，这就要靠施肥加以补充。2．化肥的作用氮肥、磷肥和钾肥是最重要的肥料。植物缺乏N、P、K元素的症状缺乏元素症状N植物生长缓慢，叶色发黄，严重时叶片脱落P叶片常呈不正常的暗绿色，有时出现灰斑或紫斑，延迟成熟K双子叶植物叶片开始有点缺绿，后来出现分散的深色坏死斑；单子叶植物叶片顶端和边缘细胞先坏死，而后向下扩展二、氮肥1

3、．尿素的特点尿素的化学式为CO(NH2)2，化学名称为碳酰二胺，是一种无色、无味、无嗅的针状或棱状结晶体。尿素的含氮量高达46.67%，是一种高效的氮肥。2．人工合成尿素的历史尿素的人工合成打破了有机物与无机物的界限。18世纪德国化学家维勒想用氯化铵溶液和氰酸银(AgOCN)反应制备氰酸铵(NH4OCN)，意外得到有机物尿素，首次用无机物合成了有机物：。3．尿素生产工艺的发展(1)生产尿素的原料及反应原理。目前生产尿素的原料是氨和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：2NH3＋CO2===NH2COONH4①NH2COONH4=

4、==CO(NH2)2＋H2O②(2)最早的工艺流程。尿素生产最早采用的方法是将原料氨与二氧化碳进行反应，未反应的氨和二氧化碳不返回原料系统，而是送到另一个车间加工成硫酸铵或硝酸铵。由于上述反应②不能进行到底，二氧化碳的转化率只能达到70%左右。未转化的氨用硫酸或硝酸回收。每生产1t尿素所排出的未反应的氨，可加工成3～5t硫酸铵。尽管氨的利用率不低，但尿素本身的产率并不高，这一工艺目前已很少采用。(3)半循环法工艺流程。半循环法是将生产中未转化的二氧化碳和氨，从产物中分离出来以后，其中一部分返回原料系统中循环使用，即将氨气冷凝

5、成液氨再送入尿素合成反应器。另一部分送到别的车间加工成固体氮肥。(4)全循环法工艺流程。目前生产尿素采用的是经过不断改进后形成的全循环法，其中以水溶液的全循环法最为简单。其特点是将尿素合成反应液中未转化成尿素的氨基甲酸铵和过剩的氨，进行逐级降压分离后用水吸收，再用泵打入尿素合成反应器中循环使用。4．尿素的施用在土壤中，尿素发生水解，除了会缓慢地释放出氨气被作物吸收作为养料外，还产生二氧化碳供农作物吸收利用，化学方程式为CO(NH2)2＋H2O―→CO2＋2NH3。尿素适用于各种土壤及各种农作物，长久使用不会引起土壤酸化、变硬

6、甚至板结。尿素可以作基肥，也可作追肥；可以在根外施加，也可在农作物叶上喷施。三、磷肥1．作为磷肥的盐应满足的条件作为磷肥，首先要求含量达到一定值。常以五氧化二磷的含量来衡量矿石的磷肥效率。其次作为农肥，必须具有水溶性才能被作物吸收。因此这种矿石最好是能溶于水的磷酸盐，或者经过一定的化学处理后有足够的可溶性磷。2．磷酸盐的溶解性磷酸二氢钙〔Ca(H2PO4)2〕是可溶性盐，磷酸一氢钙〔CaHPO4〕和磷酸钙〔Ca3(PO4)2〕在水中均难溶。3．磷肥的制取方法(1)原料：氟磷矿石，主要成分为Ca5(PO4)3F。(2)用硫酸处

7、理即可得到过磷酸钙(又名普钙)，主要成分为Ca(H2PO4)2和CaSO4，化学方程式为2Ca5(PO4)3F＋7H2SO4＋3H2O===3Ca(H2PO4)2·H2O＋7CaSO4＋2HF↑过磷酸钙含有效五氧化二磷约12%～20%，是一种具有微酸性的速效磷肥，可施用于各种土壤。可以用酸碱指示剂鉴别过磷酸钙的酸性。(3)用磷酸来处理氟磷矿石。若用磷酸来处理氟磷矿石，可以得到重过磷酸钙(又称重钙)，化学方程式为Ca5(PO4)3F＋7H3PO4＋5H2O===5Ca(H2PO4)2·H2O＋HF↑重过磷酸钙能溶于水，其有效五

8、氧化二磷含量可达45%～52%，肥效比磷矿粉和过磷酸钙高。四、钾肥1．钾肥的来源之一——钾石盐钾肥的来源主要也是含钾的矿石，如可溶性的钾盐——氯化钾、硫酸钾以及它们的复盐。自然界存在氯化钾含量极高的矿，称之为钾石盐，这种矿石中还含有氯化钠。2．钾肥的来源之二——盐卤海水、盐湖的盐卤中除含有