铵态氮肥鉴别实验的探究和讨论

一、问题的提出

人教版九年级化学第十一单元课题二“化肥的简易鉴别”探究实验中，介绍了铵态氮肥鉴别的具体方案，即取少量化肥于研钵中，分别加入少量熟石灰粉末，混合研磨，若能闻到氨味的是铵态氮肥，反之则不是。同时，教材下的备注也从原理上揭示了铵盐能与碱反应，放出氨气，据此检验铵态氮肥［1］。但是，笔者在平时批改作业和阅卷的过程中，发现很多学生鉴

别铵态氮肥时虽然抓住了反应的本质H2O+NH3↑，却设计出形式多样的实验方案，如取少量化肥于试管中配成溶液，与氢氧化钙溶液混合，若有气泡产生/闻到刺激性气味的是铵态氮肥，反之则不是；取少量化肥于研钵中，加入少量NaOH固体，混合研磨，若产生使湿润的pH试纸/湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则该化肥是铵态氮肥，反之则不是。这样的答案让阅卷教师很为难，因为它虽然符合原理，可是又不知道是否符合客观事实，我查阅相关教参和中国知网等数据库，也没有相关报道。因此，针对这个困惑，我让写出不同答案的学生分组实验，自主探究，完成实验报告，做了一系列的铵态氮肥鉴别实验，以供各位同行参考。

二、实验准备

实验仪器及药品：研钵，研杵，试管/托弗管，酒精灯，试管夹，药匙，电子天平，NH4Cl固体，KCl固体，Ca（OH）2固体，NaOH固体，Na2CO3固体，K2CO3固体，蒸馏水，pH试纸，红色石蕊试纸。

表1 20℃时各物质的溶解度

物质 20℃时的溶解度/g NH4Cl 37．2 KCl 34 Ca（OH）2 0．17 NaOH 91

三、实验步骤和现象

1.实验1

（1）分别取1g NH4Cl固体和1g KCl固体于研钵中，加入1g熟石灰粉末/NaOH固体混合研磨，5分钟后将湿润的pH试纸/湿润的红色石蕊试纸放在研钵上方，观察现象。

含有NH4Cl固体的研钵中可以闻到明显的氨味，同时湿润的pH试纸/湿润的红色石蕊试纸立即变蓝甚至变成黑色；有KCl固体的研钵中则没有明显的现象。

（2）分别取1g NH4Cl固体于两个研钵中，一个研钵中加入1g熟石灰粉末混合研磨，而另一个研钵中只加熟石灰粉末混合，却不研磨。每隔15分钟将湿润的pH试纸放在研钵上方，观察现象。

混合且研磨的研钵中，可以闻到明显的氨味，同时，湿润的pH试纸立即变蓝（见图1）；只混合不研磨的研钵中，整个过程几乎闻不到氨味，2小时后湿润的pH试纸才开始略微变色（见图2）。

图1 混合研磨的NH4Cl和熟石灰

图2 混合的NH 4Cl和熟石灰

2.实验2

用电子天平称取3．72g NH4Cl固体、3．4g KCl固体、0．017g Ca（OH）2固体和9．1g NaOH固体，分别充分溶于10mL蒸馏水中配成饱和溶液。

（1）各取2mL NH4Cl和KCl饱和溶液于托弗管中，分别加入2mL饱和Ca（OH）2溶液/饱和NaOH溶液，充分混合，将湿润的pH试纸放在管口，观察现象。

饱和NH4Cl溶液+饱和NaOH溶液的托弗管中没有闻到明显的氨味，也没有看到明显的气泡（见图6），几分钟后，管口湿润的pH试纸变蓝（见图3）。十几分钟后，饱和NH4Cl溶液+饱和Ca（OH）2溶液的管口可以看到湿润的pH试纸开始变蓝（见图4）；有KCl饱和溶液的托弗管没有明显的现象（见图5）。

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（2）加强相邻海事部门之间的信息交流：每年防台期间，惠州港相邻海域都会有大量船舶涌入大亚湾海域避风。汕尾辖区所处红海湾水域避风自然条件不好，每次台风来临前，汕尾辖区的船舶大都选择惠州大亚湾海域避风，其中部分还是无动力工程船舶，我们须加强与相邻海事部门的沟通联系，做好防台信息的交流互通，及时获取船舶信息，科学统筹安排防台锚地。

图3 饱和NH 4Cl与饱和NaOH溶液

图4 饱和NH 4Cl与饱和Ca（OH）2溶液

图5 饱和KCl与饱和NaOH溶液

图6 观察是否有气泡产生

（2）各取2mL饱和NH4Cl和KCl溶液于托弗管中，分别加入2mL饱和Ca（OH）2溶液/饱和NaOH溶液，充分混合，加热，将湿润的pH试纸放在管口，观察现象。

饱和NH4Cl溶液+饱和NaOH溶液的托弗管中没有闻到明显的氨味，湿润的pH试纸立即变蓝。饱和NH4Cl溶液+饱和Ca（OH）2溶液的管口几分钟后才开始变蓝；有KCl饱和溶液的托弗管没有明显的现象。

（3）将上述配制好的饱和NH4Cl、KCl、Ca（OH）2、NaOH溶液分别稀释10倍、20倍、30倍。然后将对应稀释的NH4Cl溶液分别和Ca（OH）2、NaOH溶液混合，将对应稀释的KCl溶液和Ca（OH）2、NaOH溶液混合，将湿润的pH试纸放在管口，观察现象。

有NH4Cl溶液的托弗管中没有闻到明显的氨味，10倍稀释的NaOH溶液的管口湿润的pH试纸逐渐变蓝，20倍和30倍稀释的NaOH溶液和Ca（OH）2溶液的管口均没有明显现象；有KCl饱和溶液的托弗管没有明显的现象。

（4）各取2mL饱和NH4Cl和KCl溶液于托弗管中，分别加入2mL饱和Na2CO3溶液/饱和K2CO3溶液，充分混合，将湿润的pH试纸放在管口，观察现象。

含有饱和NH4Cl溶液的托弗管中没有闻到明显的氨味，也没有看到明显的气泡，但是，几分钟后，管口湿润的pH试纸变蓝；含有KCl饱和溶液的托弗管没有明显的现象。

四、实验结果和讨论

（1）通过实验1（1）和实验2（1）的对比，可以明显看出，教材中提出的固相研磨方案要优于学生提出的液相混合方案，因为固相研磨的操作更简便，现象更明显。

平行样的测定有助于减小随机误差，是对测定进行最低限度的精密度检查。平行样测定结果的相对偏差不应大于标准方法或统一方法所列标准偏差的2.83倍。进行回收率的测定时，加入标准物质的量与样品中待测物质的浓度水平相等或接近。一般情况下要求加入标准物质的量不大于样品中待测物质含量的0.5～2倍。

（2）通过1（2）的对比实验，可以看出固相研磨方案中研磨的操作必不可少。铵态氮肥和碱的混合虽然是一个自发的反应，但是反应速度太慢。研磨过程增大了反应物的接触面积，使反应更快更充分。

我国粮食产量的统计范围主要随着“粮食”这一统计概念的变化而相应调整。①现行统计口径基本沿袭了20世纪60年代确立的标准，即谷物、豆类、薯类合并统计为粮食。这一统计口径源自新中国成立初为确保低水平“粮食安全”而提出的广义粮食概念。20世纪末，我国粮食供给实现了由长期短缺转变为总量平衡、丰年有余的历史性跨越，现行粮食统计口径已不再适应时代的变化发展，主要体现为以下几方面问题。

（3）虽然铵盐溶液和碱溶液混合产生氨气，但是，通过实验2可以发现，液相混合的过程中并没有气泡产生，也很难闻到刺激性的氨味。主要有两个原因：首先，各物质的溶解度限制了它们的浓度，尤其是Ca（OH）2溶液常温下溶解度仅为0．17g，解离出的离子浓度很小。另外，氨气极易溶于水，在常温下，氨气的溶解度为700，产生的氨气又溶于水，因此看不到气泡。

1.2.3 遥感信息提取。鉴于乌伦古河流域地貌类型相对单一，植被指数最大值与最小值较均一且像元值易寻找，归一化植被指数(normalized differential vegetation index，NDVI)综合了EVI、DVI和DDV等算法的优点，可间接反映地表植被长势和生长量，且与植被覆盖分布密度存在线性关系。该研究采用NDVI进行研究区植被覆盖度信息提取。

（4）从实验2（1）和2（2）都可以看出：NH4Cl溶液+NaOH溶液的反应要比NH4Cl溶液+Ca（OH）2溶液的反应现象明显的多。主要是因为相同条件下，Ca（OH）2微溶，溶解度较小，即使是饱和状态解离出的离子浓度仍然很小，而NaOH溶解度很大，且完全解离，所以现象更加明显。

（5）通过实验2（1）和2（2）的对比同样可以看出：加热可以显著加快化学反应速度，因为升高温度可以提高各物质微粒的能量，使得有效碰撞次数增多，活化分子数目增多，从而加快化学反应速度［2］。

（6）通过实验2（1）和2（3）的一系列对比实验可以看出：浓度在液相鉴别铵态氮肥时的重要性。浓度越大，现象越明显，而浓度很小时，几乎没有现象。这是因为NH+4和OH-可以少量共存。

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（7）实验2（4）拓展了教材的内容，说明鉴别铵态氮肥不是只有碱，碱性的盐也可以，如Na2CO3/K2CO3，而且现象很明显。这是因为

逐步水解产生OH-，

因此和

无法大量共存，生成能使湿润的红色石蕊试纸/湿润的pH试纸变蓝的气体。

综上所述：鉴别铵态氮肥的实验方案可以是：

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（1）取少量样品于研钵中，分别加入少量熟石灰粉末/NaOH固体/Na2CO3固体/K2CO3固体，混合研磨，若能闻到氨味的是铵态氮肥，反之则不是；若能产生使湿润的红色石蕊试纸或湿润的pH试纸变蓝的气体是铵态氮肥，反之则不是。

（2）取少量样品/样品溶液于试管中，分别加入浓NaOH溶液/浓Na2CO3溶液/浓K2CO3溶液，加热，若能产生使湿润的红色石蕊试纸或湿润的pH试纸变蓝的气体是铵态氮肥，反之则不是。

五、结束语

化学教育家戴安邦先生曾说：“化学实验是全面化学教育的一种最有效的教学形式。”学生在掌握化学反应本质的基础上，提出和教材不同的实验方案，这恰好是教学中“生成性”问题的源泉，是极好的教学素材。教师应该抓住时机，深化实验教学，引导学生自主探究，培养学生实验探究和创新意识的科学素养［3］。让学生在实验中感受科学探究，让实验“开口说话”，最终获取真知。

参考文献

［1］ 王晶，郑长龙主编．义务教育教科书·化学（九年级下册）［M］．北京：人民教育出版社，2016

［2］ 傅献彩．物理化学（第5版）［M］．北京：高等教育出版社，2005

［3］ 杨剑春，徐春芸．初中化学兴趣实验的评价［J］．化学教与学，2013（5）：5-7