Question

【題目】化學(xué)肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要作用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、鉀肥。

(1)普鈣是磷肥，它的有效成分是________(寫化學(xué)式)。

(2)尿素是一種含氮量較高的氮肥，工業(yè)生產(chǎn)尿素是將氨氣與二氧化碳在加壓、加熱的條件下反應(yīng)生成氨基甲酸銨(H2NCOONH4)，再使氨基甲酸銨脫水得到尿素。反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________、______________。

(3)農(nóng)諺說的“糞和肥，肥料飛”指的是糞尿與草木灰攪和在一起會降低肥效。請你說明其中的化學(xué)原理：________________________。

(4)合成氨是生產(chǎn)氮肥的重要環(huán)節(jié)。合成氨生產(chǎn)簡易流程示意圖如下：

從示意圖可知其存在循環(huán)操作。簡要說明為什么在化工生產(chǎn)中經(jīng)常采用循環(huán)操作？______。

Answer 1

【答案】Ca(H2PO4)2·H2O 2NH3＋CO2H2NCOONH4 H2NCOONH4H2NCONH2＋H2O 糞尿最終轉(zhuǎn)化為銨鹽，而草木灰的有效成分為K2CO3，K2CO3受潮后水解為KOH，顯堿性，NH4＋與OH－可發(fā)生反應(yīng)生成NH3逸出而降低肥效 從原因來講，許多化學(xué)反應(yīng)是可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率低；從結(jié)果來說，循環(huán)操作的主要目的在于充分利用原料、降低成本；從工藝設(shè)計來說，循環(huán)操作有利于連續(xù)化生產(chǎn)、減少工序；從環(huán)保角度來說，實(shí)現(xiàn)全封閉生產(chǎn)，控制廢棄物排放

【解析】

（1）普鈣的有效成分是磷酸二氫鈣；

（2）氨氣和二氧化碳在加壓、加熱條件下反應(yīng)生成氨基甲酸銨，氨基甲酸銨脫水生成尿素和水；

（3）農(nóng)諺說的“糞和肥，肥料飛”指的是糞尿與草木灰攪和在一起會降低肥效，糞尿最終轉(zhuǎn)化為銨鹽，而草木灰的有效成分為K2CO3，K2CO3受潮后水解為KOH，顯堿性，NH4+與OH－可發(fā)生反應(yīng)生成NH3逸出而降低肥效；

（4）可從生產(chǎn)成本(原料的利用率)、生產(chǎn)原理、生產(chǎn)工藝以及環(huán)保等角度綜合分析化工生產(chǎn)過程中設(shè)計循環(huán)操作的目的、作用。

（1）普鈣的成分為Ca(H2PO4)2·H2O與CaSO4，其有效成分為Ca(H2PO4)2·H2O。故答案為：Ca(H2PO4)2·H2O；

（2）由題中信息，氨氣和二氧化碳在加壓、加熱條件下反應(yīng)生成氨基甲酸銨，氨基甲酸銨脫水生成尿素和水，利用原子守恒可直接寫出反應(yīng)的方程式：2NH3＋CO2H2NCOONH4，H2NCOONH4H2NCONH2＋H2O。故答案為：2NH3＋CO2H2NCOONH4，H2NCOONH4H2NCONH2＋H2O；

（3）農(nóng)諺說的“糞和肥，肥料飛”指的是糞尿與草木灰攪和在一起會降低肥效，糞尿最終轉(zhuǎn)化為銨鹽，而草木灰的有效成分為K2CO3，K2CO3受潮后水解為KOH，顯堿性，NH4＋與OH－可發(fā)生反應(yīng)生成NH3逸出而降低肥效；故答案為：糞尿最終轉(zhuǎn)化為銨鹽，而草木灰的有效成分為K2CO3，K2CO3受潮后水解為KOH，顯堿性，NH4＋與OH－可發(fā)生反應(yīng)生成NH3逸出而降低肥效；

（4）從反應(yīng)特點(diǎn)來說，許多化學(xué)反應(yīng)是可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率低；從能源利用及經(jīng)濟(jì)方法來說，循環(huán)操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；從工藝流程來說，循環(huán)操作有利于連續(xù)化生產(chǎn)、減少工序；從環(huán)保角度來說，實(shí)現(xiàn)全封閉生產(chǎn)，控制廢棄物的排放；

故答案為：從反應(yīng)特點(diǎn)來說，許多化學(xué)反應(yīng)是可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率低；從能源利用及經(jīng)濟(jì)方法來說，循環(huán)操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；從工藝流程來說，循環(huán)操作有利于連續(xù)化生產(chǎn)、減少工序；從環(huán)保角度來說，實(shí)現(xiàn)全封閉生產(chǎn)，控制廢棄物的排放。