第三节 化学与农业生产

第三节 化学与农业生产
学生已经学会了Cl-、SO42-、CO32-等常见离子的检验，本节课通过鉴别氮肥和探究氮肥的“跑肥”现象增加以及对NH+4的检验。让学生获得探究物质及其变化的亲身体验，享受到探究物质的乐趣，体会到研究身边的化学物质对提高人类的生活质量、促进社会发展的重要意义。本节与生物学联系紧密，氮、磷、钾对植物生长的作用以及缺乏这些元素时植物的生长缺陷都是生物课上学过的内容。本节课在综合化学和生物知识的基础上再从化学视角使学生形成新的认识。本节知识不光有助于学生解决实际问题，还有利于学生掌握科学探究的基本过程和方法，发展科学探究的能力，更有助于学生全面认识化肥的性质及其对人类和社会的影响，既看到它对人类社会发展的重要作用，也看到处理、使用不当时会给人类社会带来一系列的危害。
【教学目标】
1.知识与技能
（1）能识别常见化肥，知道对农作物生长的主要作用。
（2）知道铵态氮肥使用的注意事项。
（3）知道农药特性、与环境的关系及对农作物的作用。
2.过程与方法
通过课前搜集资料、课堂展示，使学生学会运用实地考察的方法获取信息，运用比较、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，提高运用所学知识和技能解决实际问题的能力。
3.情感、态度与价值观通过实地考察，搜集资料，培养学生善于合作、勤于思考的科学精神，逐步树立认识来源于实践的观点，体验化学的价值。
【教学重点】
常见化肥及化肥对农作物生长的主要作用。
【教学难点】
铵根离子的检验，化学肥料成分的记忆。
【教学准备】
实验药品仪器用品：碳酸氢铵，熟石灰，蒸馏水，研钵，红色的石蕊试纸，pH试纸，试管，酒精灯，试管夹，硫酸钾，硝酸铵，氢氧化钠溶液，氯化钡溶液，试管，胶头滴管。
教学设备（投影仪，计算机）、实物：缺氮肥的包心菜叶片（实物）、缺磷的小麦植株（高、矮各式各1株）、缺钾的大豆叶片（实物）、常见化肥样品。
学生准备：通过走访、调查或上网查阅化肥的发展趋势和使用的利与弊。
一、导入新课
【展示】学生搜集的各种植物图片
【提问】植物的生长需要哪些营养元素呢？
【追问】这些植物怎么了？这些就是我们这节课要了解的肥料及其种类。
二、推进新课
活动1 了解常见化肥的种类及对农作物的作用
【提问】农民经常使用的化肥有哪些？
【板书】一、化肥——农作物的重要食粮
氮肥组：
【展示1】常见氮肥的图片和实物。
【展示2】常用氮肥NH4Cl，NH4NO3，NH4HCO3,(NH4)2SO4,NH3·H2O,CO(NH2)2
【提问】通过观察样品，你有什么发现？通过比较化学式，你又有什么发现？
氨水为液态，其余的为白色晶体，氨水和碳酸氢铵具有刺激性气味。它们都含有氮元素，属于氮肥。
【展示】阅读课本P104了解到的氮肥的作用。（促进植物茎、叶生长茂盛、叶色浓绿（促苗）。缺氮：叶发黄。）
【提问】这些植物到底怎么了？缺氮，叶片绿色减淡。

【小结】常见氮肥的俗称及含氮元素的质量分数（可分小组写出化学式并计算其氮元素的质量分数。）
磷肥组：
【展示】常见磷肥的图片和实物，介绍各种磷肥的主要成分和作用。
【提问】（观察实物）这些植物到底怎么了？
作物缺磷的表现：生长迟缓、产量降低。
钾肥组：
【展示】常见钾肥的图片和实物，图文介绍常用的钾肥的作用和种类。
（钾肥多是白色固体，并含有钾元素，化学式为K2SO4，KCl等。）
作物缺钾的症状：叶尖及叶缘发黄，甚至叶肉坏死。
【提问】目前农村常用的钾肥是什么？
【展示】实物草木灰，讲解草木灰中的钾肥主要成分是K2CO3，它的水溶液呈碱性。
【提问】（观察实物）这些植物到底怎么了？
复合肥组：
【展示】常见复合肥料的图片和实物，介绍常用复合肥料的作用和种类。
【点拨】营养元素是指N、P、K三种元素。如：磷酸二氢铵（NH4H2PO4）、磷酸铵氢(NH4)2HPO4、硝酸钾（KNO3）
【讨论】假如你是一位农民，你知道怎样科学合理地给农作物施肥吗？
【小结】学生完成课本P105在线测试后，投影。
【民间谚语】庄稼一枝花，全靠肥当家。钾抗倒伏，磷抗旱，枝叶黄瘦就用氮。粪灰一混，肥效减半。
活动2 化肥的肥效及纯度
【提问】化肥中的各种营养元素的含量是决定肥效高低的重要因素，你会计算各种化肥中的营养元素的含量吗，你会利用包装袋说明计算化肥的纯度吗？下面请同学们进入活动天地，动手算一算。
【学生】两人到黑板上计算。
【教师】组织交流计算方法。
1．计算尿素中氮元素的质量分数是多少？
解：尿素中氮元素的质量分数=(14×2)/60×100%≈46.7%
2．如图所示为一尿素包装袋上的说明，试计算此尿素肥料的纯度至少是多少。
分析：用图示法来解。
设尿素该样品的质量为100g，则N为46.3g，纯尿素质量为x。
［CO(NH2)2］→2N
尿素样品→纯 60 28
100g x 46.3g
60∶28=x∶46.3g
解得x=99.2g
即此尿素的纯度至少为99.2g/100g×100%=99.2%。
活动3 探究铵态氮肥能与碱反应
【讨论】找一找，下列化肥的组成上有什么特点？
硝酸铵［NH4NO3］、碳酸氢铵［NH4HCO3］、硫酸铵［(NH4)2SO4］、氯化铵［NH4Cl］
【交流】这些化肥在组成的成分上都含有铵离子（NH+4），统称铵态氮肥。铵态氮肥有哪些性质？
【情景】某一村民李老汉想用熟石灰改良酸性土壤，又想施加氮肥NH4NO3给农作物追肥，为了方便，他在施肥时把熟石灰和硝酸铵掺在一块，结果酸性土壤没有被改良且导致粮食减产。请你分析出现这一结果的原因。
【实验探究11－2】
【情景再现】近一个星期一直无雨，气温较高，小亮和小明两位同学发现花坛部分花的叶面出现了枯黄的现象，在午休时便及时向花坛中施用了足量的碳酸氢铵，但效果并不明显，你能用所学的知识解决这一问题吗？
【实验探究11－2】
操作：在试管中加入少量碳酸氢铵，在酒精灯上加热观察现象。
现象：碳酸氢铵固体消失，管口有水滴，闻到一股刺激性气味。
结论：碳酸氢铵不稳定，受热会分解（NH4HCO3?NH3↑+CO2↑+H2O）。
【设问】从上面两个探究活动，你获得了哪些以前不知道的知识呢？
【交流】知道了氮肥使用时应该注意的事项，含有铵根离子的化肥与碱混合会产生氨气，所以氮肥在使用时应该注意不能和碱性物质共用。雨后施用化肥效果比较好，便于作物吸收。化肥应该在低温下保存，施肥后及时用土掩埋。
【深化】教师展示施用两种化肥的对比。发现，施用尿素的植物叶片发黄的情况得到改善，然而施用硫酸铵的植物叶片发黄的情况并未得到改善。究竟是什么原因呢？
教师进行引导，指出学校植物园内的土壤呈碱性，是两种化肥施用到地里，出现了不同的结果的原因。这也是区分不同氮肥的方法。同时，组织学生用硫酸铵、尿素分别与熟石灰反应进行验证，从而得出铵态氮肥不能与碱性物质混合，否则降低肥效。
活动4 化肥和农药的利弊及合理使用
【板书】二、农药——农作物的生长卫士
【阅读】课本P106～107
【交流】1．农药分类：杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂。
2.常用的农药绝大多数都是用化学方法合成或配制。如：杀菌剂波尔多液的配制：胆矾和生石灰混合。波尔多液是人们常用的一种杀菌剂，且可自行配制，成本低，效果好。它是由约500g的硫酸铜、500g的生石灰和50kg的水配制成的天蓝色胶状悬浮液。
【辩论】化肥和农药在农业生产中起着很重要的作用，在前面的学习中，我们知道化肥如果过量使用会对环境造成危害，那么使用化肥究竟是利多还是弊多呢？下面我们举行一个小辩论会。就这一问题进行辩论。认为利大于弊的同学为正方，认为弊大于利的同学为反方。
【学生】正方：化肥对提高农作物的产量、农药对农业的高产丰收都具有重要作用。因为植物生长需要养分，土壤所能提供的养分是有限的，要靠施肥来补充。农药是保护、提高农业、林业、畜牧业、渔业生产的药剂，包括杀菌剂、杀虫剂、除草剂、杀鼠剂和植物生长调节剂等。它们是农业生产中与病、虫、杂草等有害物质做斗争的有力武器。
反方：化肥的不合理使用会带来很多环境问题。一方面是化肥中常含有一些重金属元素、有毒有机物和放射性物质，施入土壤后形成潜在的土壤污染；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、水域氮或磷含量升高、氮化物和硫化物气体（N2O、NH3、H2S等）排放等，造成土壤退化和水、大气的污染。而农药本身就是有毒物质，在杀灭病虫害的同时也带来了对自然的污染和对人体健康的危害。
【设问】通过辩论，老师发现同学们在以往的学习和生活中都积累了很多关于化肥的知识，通过辩论，你对化肥和农药有了什么新的认识？
【交流】化肥和农药在提高作物产量的同时，也对环境造成了危害，要科学合理使用化肥、农药，开发一些无公害化肥、农药，如二氧化碳气肥等。
【小结】现代农业呼唤清洁生产，农业的发展，不仅要追求高效，更要追求绿色化，根据作物生长配制营养液进行无土栽培，发展安全无污染的生物肥料，提高肥效利用率是现代农业发展的方向，希望有志向的同学，也投入到未来绿色农业的研究行列中来。
三、典例剖析
例 下图是两种化肥标签的一部分，请回答：
(1)从标签上看，两种化肥具有共同的物理性质之一是 ；碳酸氢铵不同于尿素的化学性质是 。
(2)纯碳酸氢铵中，氮、氢、碳、氧四种元素的质量比是 。
(3)这种“尿素”和“碳酸氢铵”的含氮的质量比为 。
(4)试计算这种尿素的纯度 。
【解析】(1)①由标签可知，两种化肥都需防潮，说明它们都易溶于水。②由标签可知，碳酸氢铵避免高温天气使用，说明碳酸氢铵受热易分解，而尿素没有这一性质。(2)碳酸氢铵中，氮、氢、碳、氧四种元素的质量比=14∶5∶12∶(16×3)=14∶5∶12∶48。(3)这种“尿素”和“碳酸氢铵”的含氮的质量比为＝46%∶16%=23∶8。(4)此尿素的纯度为46%×6028×100%=98.5%。
【答案】(1)易溶于水 受热易分解 (2)14∶5∶12∶48 (3)23∶8 (4)98.5%
四、课堂小结
【提问】你们用所学习的知识解决了生产中的实际问题。通过本节课学习，你有哪些收获？你对本节课的学习过程是满意，基本满意，还是不满意？
【小结】本节课我们学习了三种重要化肥的作用和农药，了解了在利用它们优点的同时要考虑到其对环境的危害。
五、布置作业
完成本课时对应练习。
教材习题解答
在线测试(P105)
氨水（NH3·H2O）、硝酸铵（NH4NO3）、尿素［CO(NH2)2］含有氮元素，属于氮肥;硫酸钾（K2SO4）含有钾元素，属于钾肥;磷酸二氢铵（NH4H2PO4）含氮、磷元素，硝酸钾（KNO3）含钾、氮元素，属于复合肥。
【解析】判断属于哪种化学肥料，关键要看化肥中含N、P、K元素中的哪一种。若含N，则是氮肥；若含P，则是磷肥；若含K，则是钾肥；若含N、P、K元素中的两种或两种以上，则是复合肥。
挑战自我(P107)
1.B
【解析】复合肥料应该含有钾、氮和磷中两种或两种以上营养元素。属于复合肥料的应该是B。
2.波尔多液中含有硫酸铜，铁能和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜。
【解析】在金属活动性顺序中，铁的活泼性大于铜，波尔多液中含有硫酸铜，铁能和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜．所以，配好的波尔多液装在铁桶内，会降低药效。
3.碱 碳酸钾（K2CO3）铵态氮
【解析】碱性物质的溶液能使紫色石蕊试液变蓝，由题知发生的反应是K2CO3+HCl2 KCl+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O。
第三节 化学与农业生产
一、化肥——农作物的重要食粮
1.氮肥、磷肥、钾肥的比较
2．铵态氮肥的性质
（1）与碱反应能放出有刺激性气体氨气。
（2）不稳定，受热会分解
二、农药——作物生长的卫士
农药一般是使用化学方法配制或合成的，如波尔多液是用胆矾和生石灰混合制得的。
农药具有双重性：一方面可以杀灭虫害；另一方面还可能给人类造成危害。
1.本课题的教学设计突出了三个特点：
（1）十分注意从学生身边事物出发，紧密联系生产、生活实际，对教学素材进行了重新组织，学生犹如“身临其境”，感到化学就在身边，学得轻松，能将书本知识与实际应用相结合。
（2）充分体现了“自主学习、合作学习、探究学习”的教学新理念，课堂具有“动感”。社会调查、收集样品，课外“动”；讨论交流、实验探究、展示成果，课内“动”；眼、口、手、脑多种感官“动”,让每个学生都“动”。这就是我们所追求的新理念下的课题教学效果。
(3)十分注意培养学生关注社会、关注环境、关注生活、关注“三农”的真实情感，培养学生解决实际问题的能力，教育学生如果要做一个农民，就要做一个现代化的农民。
2．多种手段落实化肥的鉴别方法学生不认识化肥是其学习本课题的主要障碍，而化肥的鉴别可以帮助学生加深对化肥的认识。教学中应根据具体情况，通过下面一些方法落实有关化肥鉴别的教学内容。
（1）实验实验所呈现的知识是最直接的，教师应尽可能的搜集化肥样品并进行实验，以提高学生的学习兴趣，促进学生形成对化肥的正确认识。
（2）资料如实验材料不能准备充足，教师则应努力开发教材中资料的作用和积极寻找相关资料，引导学生在资料的阅读中体会到化肥的作用。
3．组织有效讨论，促进学生辩证看待化肥与农药。
本课题教学的难点之一是相当一部分学生受社会上一些负面广告的影响，对化肥抱有偏见。这些偏见不是一、两天就形成的，仅凭老师一节课的讲解是很难将其扭转的。教学中真正落实教材安排的讨论内容，有助于学生形成辩证看待化肥的意识。但一节课的时间有限，将一场没有准备的讨论移至课上，是一种时间的浪费。本课题教学之前，可布置学生首先对教材内容进行适当预习；然后利用各种媒体去搜集与化肥相关的信息，将其加工为易于表达的观点；最后在小组间的辩论中，初步认识辩证看待农药化肥的意义。