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  4. 化肥物质的鉴别

现有碳酸氢铵、硫酸钾两种固体化肥,请设计两种实验方法将它们加以区别.方法现象结论(1)__________________的化肥是碳酸氢铵.(2)__________________的化肥是碳酸氢铵.

一、题文

现有碳酸氢铵、硫酸钾两种固体化肥,请设计两种实验方法将它们加以区别.
                                       方法                                      现象                                           结论
 (1)__________________的化肥是碳酸氢铵.
 (2)__________________的化肥是碳酸氢铵.

考点提示:化肥,物质的鉴别

二、答案

(1)实验操作:取样,在酒精灯上加热;实验现象及结论:有刺激性气味的气体生成的是碳酸氢铵,没有明显现象的是硫酸钾.
(2)实验操作:取样,加水溶解,滴加稀盐酸;实验现象及结论:有大量气泡产生的是碳酸氢铵,没有明显现象的是硫酸钾.
                                       方法                                      现象                                           结论
 (1)取样,在酒精灯上加热 一种化肥加热时能生成有刺激性气味的气体,另一种加热时无明显现象. 加热时能生成有刺激性气味气体的化肥是碳酸氢铵.
 (2)取样,加水溶解,滴加稀盐酸 一种化肥能和稀盐酸反应产生大量气泡,另一种与稀盐酸混合时无明显现象. 能和稀盐酸反应产生大量气泡的化肥是碳酸氢铵.

三、考点梳理

知名教师分析,《现有碳酸氢铵、硫酸钾两种固体化肥,请设计两种实验方法将它们加以区别.方法现象结论(1)__________________的化肥是碳酸氢铵.(2)__________________的化肥是碳酸氢铵.》这道题主要考你对 化肥物质的鉴别 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:化肥,物质的鉴别

考点名称:化肥
  • 化学肥料的概念:
    化学肥料是指以矿物、空气、水做原料,经过化学加工制成含有植物生长所需的营养元素的物质,简称化肥。农作物所必需的营养元素有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁等,其中氮、磷、钾需要量较大,因此氮肥、磷肥、钾肥是最主要的化学肥料。另外还有同时含有两种或两种以上营养元素的复合肥,植物生长过程中需要量比较少的微量元素肥料。
  • 常见化学肥料:
    1、氮肥
    ①作用:氮是合成蛋白质、核酸和叶绿素的重要元素,氮肥充足会使植物枝繁叶茂、果实硕大。缺少氮元素,会使植物生长发育迟缓或停滞,光合作用减慢等。外观表现为植株矮小,瘦弱,叶片发黄,严重时叶脉为棕色。

    ②氮肥的特性
    a.氮盐与碱混合受热可产生一种无色、有刺激性气味的气体,它能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。例如: NaOH+NH4NO3=NaNO3+H2O+NH3
    检验按根离子(NH4+)时,需有可溶性碱和红色石蕊试纸。
    b.氨水是氨气的水溶液,溶于水的氨气大部分与水反应生成一水合氨。一水合氨在水中发生电离,生成铵根离子和氢氧根离子。由于氨水中存在的阴离子全部是OH-,所以氨水呈碱性,一水合氨属于碱类。请注意,通常情况下氨水指氨气溶于水后生成的一水合氨(NH3·H2O),切勿将氨水的化学式写成NH4OH,因为氨水中没有NH4OH存在。
    c.碳酸氢按受热分解:NH4HCO3==NH3↑+ CO2↑+H2O↑。

    ③氮的固定将氮气转化为氮的化合物的方法。如:豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转化为含氮化合物,这类植物无需或只需少量使用氮肥。

    2、磷肥
    ①作用:磷能促进作物生长,增强抗寒、抗旱能力。若缺乏磷元素,常表现为生长迟缓、产量降低,但磷过量则会引起作物贪青晚熟,结实率下降。外观表现为植株特别矮小,叶片出现紫色。

    ②常见磷肥有磷矿粉[Ca3(PO4)2]、钙镁磷肥(钙和镁的磷酸盐)、过磷酸钙[磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2 和CaSO4的混合物]等。

    3、钾肥
    ①作用:钾肥能保证各种代谢过程的顺利进行、促进植物生民、增强抗病虫害和抗倒伏能力。若缺乏钾元素,常表现为茎秆软弱、容易倒伏、叶片的边缘和尖端呈褐色,并逐渐焦枯。

    ②常见钾肥有硫酸钾(K2SO4)、氯化钾(KCl)和草木灰(主要成分为K2CO3)等。

    (4)复合肥
    含两种或两种以土营养元素的化肥。
    ①特点能同时均匀地供给作物几种养分,充分发挥营养元素间的互补作用,有效成分高。

    ②种类磷酸按〔磷酸二氢铵NH4H2PO4和磷酸氢二按 (NH4)2HPO4的混合物」、硝酸钾(KNO3)。
  • 常见氮肥及性质:
    名称化学式性质注意事项
    尿素CO(NH2)2白色或淡黄色晶体,易溶
    于水,含氮量不超过46.7%,
    肥效高且持久,对土壤无
    不良影响
    ——
     碳酸氢铵NH4HCO3白色晶体,易溶于水,受潮
    时常温下就能分解,温度越
    高,分解越快,在土壤中不
    残留有害杂质,含氮量低于
    17.7%
    防分解,贮存和运输时
    都要密封.不要受潮或暴
    晒,施肥后掩盖或立即
    灌溉,不要与碱性物质
    混合使用
    硝酸铵NH4NO3白色晶体,易溶于水,高温
    或受猛烈撞击时易爆炸,含
    氮量低于35%,对土壤无不
    良影响
    不要与易燃物质或碱性
    物质混合在一起,结块
    时,不要用铁锤砸碎
    硫酸铵(NH4)2SO4白色固体,易溶于水,常温
    下性质稳定,不宜长期大量
    使用,否则会使土壤酸化、
    板结硬化
    不能与碱性物质混合,
    不宜长期大量使用
    氨水NH3·H2O氨气的水溶液,易挥发,显碱性运愉、扩存、使用时要
    防挥发

    化肥和农家肥的比较
    所含元素种类少,但营养元素含量大常含有多种营养元素,但营养元素含量较少
    一般易溶于水,易被农作物吸收,肥效较快一般较难溶于水,经腐熟后逐步转化为可溶于水、能被作物吸收的物质,肥效慢但肥期较长
    便于工业生产,成本较高便于就地取材,成本低廉
    长期使用会破坏土壤的结构,使果蔬、谷物含有超量化肥,影响人体健康;化肥还会造成水体污染,引起水体富营养化能改良土壤结构
  • 使用化肥、农药的利与弊:
    ①利:化肥、农药对提高农作物的产量具有重要的作用。

    ②弊:
    a.不合理施用化肥会带来很多环境问题,一方面化肥中含有一些重金属元素、有毒有机物和放射性物质,施人后会引起潜在的土壤污染;另一方面化肥在施用过程中,因某些成分的积累、流失或变化,引起土壤酸化,水域中氮和磷含量升高,氮化物和硫化物气体排放等,造成土壤退化和水、大气环境的污染。
    b.农药本身有毒,在杀灭病虫害的同时也带来了对自然环境的污染和对人体健康的危害。

    使用化肥的注意事项:
    ①铰态氮肥不能与碱性物质(如碱、草木灰等)一起使用,因为铵态氮肥中的NH4+遇到OH-会生成易挥发的NH3,降低肥效。

    ②使用氨水或磷酸氢铵时要防止挥发,立即灌溉或用土盖上,人要站在上风口,因氨气对人的眼、鼻等膜有刺激作用。

    ③硝酸按受热易分解,在高温或猛烈撞击时易发生爆炸。所以当硝酸铵受潮结块时,不要用铁锤砸碎。

    ④硫酸按不易长时间使用,以免造成土壤酸性增强或土壤板结。

    化肥鉴别的方法:
    ①一看、二闻、三溶看外观,氮肥、钾肥为白色晶体,磷肥是灰白色粉末;闻气味,碳酸氢按有强烈的氨味,可直接将它与其他氮肥相区别;加水溶解,氮肥、钾肥全部溶于水,磷肥大多不溶于水。铵盐的鉴别:(NH4)2SO4、NH4NO3等和熟石灰混合研磨,放出具有刺激性气味的氨气。

    ②氮肥的简易鉴别氮肥中的氨水呈液态,碳酸氧钱有强烈的氨味,据此可直接将它们与其他氮肥相区别。其他常见氮肥可按下列步骤鉴别:

    注意硫酸铵、氯化铵、硝酸铵同时鉴别时,不能先加硝酸银溶液鉴别氯化铵,因为硝酸银与硫酸铵反应,可能生成微溶物硫酸银,也可能出现沉淀。所以要区分含SO42-、Cl-和NO3-的三种物质时,一般是先加硝酸钡来鉴别出含有SO42-的物质,再加入硝酸银,鉴别出含有Cl-的物质,无现象的则是含有NO3-的物质。

    ③化肥鉴别歌鉴别化肥简易行,无锈铁片火烧红;化肥分别铁上放,各自现象皆不同;遇铁冒烟化成水,定是尿素不可疑;若是只熔不冒烟,刺鼻气味是磷铵;一阵烟后冒火星,必是硝铵显神通;铁上发出紫火焰,吱吱微响是硫铵;要想测知氯化铵,触铁味如浓盐酸;磷肥多为灰白色,置于红铁味难闻;放于红铁爆噼啪,无氨味者硫酸钾,氨化磷肥与有别,无烟臭气呛煞人;上述现象若不符,其中有诈须谨慎;认真鉴别把握准,防止上当把钱费。
  • 盐的命名:
    (1)只有两种元素组成的盐,读作“某化某”,如 NaCl读作氯化钠,AgI读作碘化银。
    (2)构成中含有酸根的,读作“某酸某”。如Na2CO3、ZnSO4、AgNO3、KMnO4、KClO3分别读作:碳酸钠、硫酸锌、硝酸银、高锰酸钾、氯酸钾。
    (3)含铵根的化合物,读作“某化铵”或“某酸铵”。如NH4Cl、(NH4)2SO4读作:氯化铵、硫酸铵。
    (4)其他:Cu2(OH)2CO3读作“碱式碳酸铜”, NaHSO4读作“硫酸氢钠”, NaHCO3读作“碳酸氢钠”。
考点名称:物质的鉴别
  • 物质的鉴别:  
    根据不同物质的特性,用化学方法把两种或两种以上的已知物质一一区别开。
    鉴别时只需利用某一特征反应,确定某物质的一部分就可达到鉴别的目的。且已知n种,确定n-1种,则余下的既为可知。  

  • 鉴别物质常用的方法:
    (一)、物理方法
    “看、闻、摸、溶、吸”等方式进行鉴别。“看”就是要看物质的颜色、状态、形状等,“闻”可以闻某些气体的气味,“摸”可以通过摸容器的外壁,感觉是否有热量的改变,“溶”看物质是否能溶解,“吸”看是否能被磁铁吸引。如:硫酸铜溶液是蓝色的、氯化铁溶液是棕黄色的、其它常见的物质只要不含Cu2+和Fe3+的化合物的水溶液一般都是无色的,大理石是块状固体、氢氧化钠是片状固体、氢氧化钙是粉末状固体,氢气和氧气是气体、酒精有是液体

    (二)、化学方法
    就是通过不同的物质在与同一种物质发生化学反应时所产生的现象不同把它们鉴别开的方法,它是鉴别物质的常用方法。下面根据物质的构成的特点,分析在化学上常用的鉴别方法。
    1、含“H+”的化合物(如HCl、H2SO4)的鉴别方法。
    (1)用紫色的石蕊试液。酸溶液都能使紫色的石蕊试液变成红色,如硫酸溶液能使紫色的石蕊试液变成红色。
    (2)用PH试纸。酸(含H+的化合物)溶液的PH<7,如:醋酸溶液的PH<7。
    (3)用镁、铝、锌、铁等活泼金属。这些金属与酸反应产生的明显现象是,有无色气体生成。如:Mg+H2SO4==MgSO4+H2
    (4)用含有“CO32-”的物质,如:碳酸钠与盐酸反应产生无色的气体,该气体能使澄清的石灰水变浑浊。
    例1:设计实验鉴别两种无色溶液一种是硫酸,一种是氢氧化钠。分析:硫酸是酸性溶液,而氢氧化钠是碱性溶液。所以上述四种方法都可以用来鉴别这两种物质。

    2、含“OH-”的化合物(如NaOH、Ca(OH)2)的鉴别方法。
    (1)用紫色的石蕊试液或者无色的酚酞试液。观察到的现象是:含OH-的化合物才能使紫色的石蕊试液变成蓝色,能使无色的酚酞试液变成红色。
    (2)用PH试纸。含OH的化合物的水溶液的PH>7
    (3)用含有Cu2+等离子的盐溶液,会产生不同颜色的沉淀。
    例2:有氯化钠、氢氧化钙和盐酸三种无色溶液,怎样实验的方法加以鉴别。分析:以上三种物质分别是盐、碱和酸三类,因此最好用紫色的石蕊试液进行鉴别,变成蓝色的是氢氧化钙,变成红色的是盐酸,不变色的是氯化钠溶液。

    3、含“CO32-”的化合物(如Na2CO3)的鉴别方法。最常用的方法是稀盐酸和澄清的石灰水,看到的现象是:加入稀盐酸后有无色气体产生,该气体能使澄清的石灰水变浑浊。
    例3:有碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液两种无色液体,怎样鉴别它们。分析:由于两种溶液都显碱性,所以不能使用酸碱指示剂。可向两种溶液中分别加入少量的稀盐酸,再反生成的气体通入到澄清的石灰水中。

    4、含有“Cl-”的化合物(NaCl等)的鉴别方法。鉴别含“Cl”的化合物依据的原理是:它与含“Ag+”的化合物结合成AgCl,它是一种不溶于水也不溶于酸的沉淀。
    例4,实验室里有两瓶失去标签的无色溶液,只知它们是氯化钠和硝酸钠,设计实验鉴别它们。分析:两种无色溶液中的阳离子都是钠离子,没有办法进行鉴别,但可以根据氯化钠与硝酸银溶液反应生成白色氯化银的沉淀,而硝酸钠与硝酸银不发生反应的原理反两种化合物的溶液鉴别开。

    5、含“SO42-”的化合物(如Na2SO4)有鉴别方法。鉴别这类化合物的原理是:SO42-离子与Ba2+离子结合成不溶于水也不溶于酸的白色沉淀。
    例5,设计一个实验鉴别两种无色溶液是硫酸钠溶液和氯化钠溶液。分析:根据上述原理,可用含“Ba2+”的化合物,常用的是氯化钡溶液,有白色沉淀生成的是硫酸钠溶液,无明显现象产生的溶液是氯化钠溶液。比照上述方法大家还可以尝试着总结出多种鉴别物质的方法。比如:鉴别含有“NH4+”的化合物常用含有“OH-”的化合物等。还需要说明的是鉴别物质是相互的,比如,前面讲到的可以用含“Ba2+”的化合物鉴别含有“SO42-”的化合物;也可以用含有“SO42-”的化合物鉴别含“Ba2+”的化合物。
    例6,只用一种试剂通过一次实验就能把硝酸钾溶液、氢氧化钡溶液、氯化钡溶液、氢氧化钠溶液鉴别出来。分析:硝酸钾溶液中含有的K+和NO3-在初中还没有学过鉴别的方法,我们可以把它留在最后无现象的物质鉴别出来;氢氧化钡溶液中的Ba2+用SO42-进行鉴别,而OH-可用Cu2+等有颜色的离子进行鉴别;硫酸钠溶液中的Na+目前还没有鉴别方法,但Ba2+能用用SO42-进行鉴别;同理氢氧化钠溶液也可用Cu2+等有颜色的离子进行鉴别。

    日常生活中一些物质的检定检验方法:
    (1)鉴别聚乙烯和聚氯乙烯塑料(聚氯乙烯塑料袋有毒,不能装食品) 点燃后闻气味,有刺激性气味的为聚氯乙烯塑料。
    (2)鉴别羊毛线、合成纤维线或棉线(采用燃烧法) 点燃,产生烧焦羽毛气味,不易结球的为羊毛线;无气味,易结球的为合成纤维线。燃烧,产生烧纸味,不结球的是棉线。
    (3)鉴别硬水和软水用肥皂水,有浮渣产生或泡沫较少的是硬水,泡沫较多的是软水。
    (4)鉴别氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷先用燃着的木条:使燃着的木条烧得更旺的是氧气,使燃着的木条熄灭的是二氧化碳;能燃烧的气体是氢气、甲烷、一氧化碳。进一步检验可燃性气体氢气、甲烷、一氧化碳燃烧后的产物:用干燥的烧杯罩在火焰上方,有水生成的是氢气和甲烷,无水生成的是一氧化碳;燃烧后生成的气体通入澄清石灰水,能使澄清石灰水变浑浊的是甲烷和一氧化碳。
    (5)真假黄金假黄金通常是用铜锌合金伪造的,可用盐酸加以鉴别,如有气泡产生,说明该物质中含锌,是假黄金;也可灼烧,变黑,说明有铜,是假黄金。
    (6)热固性塑料和热塑性塑料取样,加热,能熔化的是热塑性塑料,不能熔化的是热固性塑料。
  • 鉴别题的解答思路:
    1. 只用一种试剂的鉴别题:  
    根据待鉴别的几种物质性质特点,加一种试剂,使各自出现明显不同的现象加以鉴别。  
    思路:
    (1)如果待检验的物质之间有明显的酸碱性差异时,可选用适当的指示剂或PH试纸检验。  
    如用一种试剂检验盐酸、氯化钠、碳酸钠三种溶液,这种试剂是紫色石蕊试液。 
    (2)如果待检验的物质之间有较明显的溶解性差异和溶解时的热效应差异,则可用加水使其溶解来检验。  
    如用一种试剂检验:氯化钠、氯化铵、氢氧化钠、氯化银四种固体物质,这种试剂就是水。氯化钠可溶于水,溶解后溶液温度五显著变化;氯化铵易溶于水,溶解后溶液温度显著降低;氢氧化钠易溶于水,溶解后溶液温度显著升高,而氯化银不溶于水。  
    (3)如果待检验的物质含有相同的阴离子或大多数相同的阴离子时,可选用加强碱溶液来检验。  
    如用一种试剂检验:氯化铵、氯化钠、氯化铁和氯化镁四种溶液,这种试剂就是氢氧化钠溶液。氯化铵与氢氧化钠溶液反应后有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的氨气产生,氯化钠不与氢氧化钠反应,无现象发生;氯化铁与氢氧化钠溶液反应后有白色的氢氧化镁沉淀生成。  
    (4)如果被鉴别的物质中含有相同或大多数相同的阳离子时,可选择强酸为试剂进行鉴别。  
    如用一种试剂鉴别氯化钠、碳酸钠、亚硫酸钠三种溶液,这就是盐酸或稀硫酸。氯化钠与盐酸或硫酸不反应,无现象产生;碳酸钠与盐酸或硫酸反应,产生无色无味的二氧化碳气体;亚硫酸钠与盐酸或硫酸反应产生无色有刺激性气味的二氧化硫气体。  
    (5)如果被鉴别的物质为金属单质和金属氧化物时,可选择强酸为试剂进行鉴别。  
    如用一种试剂鉴别铁、铜、氧化铁、氧化铜四种固体物质,这种试剂是稀盐酸(或稀硫酸)。铁与盐酸反应有气体(氢气)产生,生成浅绿色溶液;铜不溶于盐酸,无现象产生;氧化铁溶于盐酸生产黄色的氯化铁溶液;氧化铜溶于盐酸生成蓝色的氯化铜溶液。  
    (6)如果被鉴别的物质有几种含有相同的阳离子,有几种含有相同的阴离子,则要分别考虑区别不同阳离子需要何种离子,区别不同阴离子需要何种离子,然后将这两种离子合起来组成一种试剂。  
    如用一种试剂鉴别硝酸银、碳酸钠、亚硫酸钠、硝酸钡四种物质,这种试剂是盐酸。因为四种物质中,硝酸银和硝酸钡的阳离子不同,。区别银离子和钡离子可用氯离子;碳酸钠和亚硫酸钠的阴离子不同,区别亚硫酸根离子和碳酸根离子可用氢离子,合起来,这种试剂就是盐酸。  
    (7)还有另一种比较快速地找出试剂的方法。就是将所用试剂的离子重新组成新试剂,如果组合后的试剂答案中有,则一般地就可以认为用这一种试剂可以把这种物质区别开。

    2. 不用任何试剂鉴别多种物质的思路:  
    (1)从被鉴别的物质的物理性质上找突破口:  
    ①闻气味
    如不用任何试剂鉴别氨水、硫酸钾、氯化镁、碳酸钠四种溶液。可先闻气味,氨水有强烈的刺激性气味,首先识别出氨水,然后以氨水为试剂,分别加入到另外三种溶液中,有白色沉淀产生的是氯化镁,再以氯化镁为试剂分别加到剩余的两种溶液中,产生白色沉淀的为碳酸钠,不反应的为硫酸钾。  
    ②看颜色
    如不用任何试剂鉴别硝酸铵、氯化钡、硫酸铜、氢氧化钠四种溶液。首先观察出显蓝色的是硫酸铜溶液,以硫酸铜为试剂分别加到另外三种溶液中,产生蓝色沉淀的是氢氧化钠溶液,产生大量白色沉淀的是氯化钡溶液,无现象产生的是硝酸铵溶液。  
    (2)加热法:  
    如,不用任何试剂鉴别碳酸氢钠、碳酸氢铵、高锰酸钾、碳酸钠四种固体物质,即可加热法。加热时,碳酸氢铵完全分解成二氧化碳、氨气、水蒸气,试管内无任何残留物;碳酸氢钠受热分解有气体产生,试管内留有白色固体碳酸钠;高锰酸钾受热分解产生氧气,可使带火星的木条复燃,试管内留有黑色固体;碳酸钠受热时不分解,无现象产生。  
    (3)两两混合列表分析法:  
    将待鉴别的物质分别编号,分别以一种物质作为试剂加入到其它物质中去,将产生的现象列表分析。根据每种物质所产生的不同现象,可确定物质的名称。  
    如不用任何试剂鉴别氯化钡、硝酸银、碳酸钠、盐酸四种溶液,先将四种溶液分别编为A、B、C、D进行互倒实验,将现象列表如下:
        
      然后进行分析:在四种物质中,能跟另外三种物质反应产生沉淀的只有硝酸银,因此B是硝酸银;能跟其中两种物质反应产生沉淀而跟另一种物质反应产生气体的只有碳酸钠,因此C是碳酸钠;而能跟碳酸钠反应产生气体的物质D必是盐酸;那么A必然是氯化钡。结论为:A是氯化钡,B是硝酸银,C是碳酸钠,D是盐酸。   有时,需要我们判断所给定的一组物质能否不用任何试剂进行鉴别,分析的方法就是用两两混合列表法。如果有两种或两种以上物质产生的现象是一样的,则不能鉴别。  
    如上例中如果将氯化钡改成氯化钠则不可鉴别。因为碳酸钠和盐酸分别产生的现象都是与一种物质不反应,与一种物质反应产生沉淀,与一种物质反应产生气体,二者谁是碳酸钠,谁是盐酸,无法确定。  
    不另加试剂鉴别物质的方法有:第一是观察组内物质是否有显特殊颜色的物质,是否有不溶于水的物质等,将这些物质确定后,就以其作为已知试剂用以鉴别其它物质。第二是将组内物质分别编号,然后分别以一种物质作为试剂加入另外几种物质中,将现象记录下来。如果不能得到各自不同的现象,则这组物质就还需另加试剂才能鉴别。    

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