Chuyên đề Hóa 11 Bài 2 (Cánh diều): Phân bón vô cơ

Giải Chuyên đề Hóa 11 Bài 2: Phân bón vô cơ

Mở đầu 1 trang 11 Chuyên đề Hóa 11: Có phải phản ứng giữa ammonia và phosphoric acid luôn tạo thành diammonium hydrogenphosphate ((NH₄)₂HPO₄)? Giải thích.

Lời giải:

Do H₃PO₄ là acid 3 nấc, do đó sản phẩm phản ứng giữa ammonia và phosphoric acid ngoài diammonium hydrogenphosphate ((NH₄)₂HPO₄) còn có thể là NH₄H₂PO₄; (NH₄)₃PO₄ hoặc hỗn hợp các muối, tuỳ thuộc vào tỉ lệ các chất tham gia phản ứng.

NH₃ + H₃PO₄ → NH₄H₂PO₄

2NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)₂HPO₄

3NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)₃PO₄

Mở đầu 2 trang 11 Chuyên đề Hóa 11: Vì sao DAP – phân bón với thành phần chính là diammonium hydrogenphosphate được xếp vào loại phân bón phức hợp?

Lời giải:

- Phân bón phức hợp là phân bón chứa các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng liên kết với nhau bằng các liên kết hoá học, được tạo ra từ các phản ứng hoá học.

- Phân bón DAP được xếp vào loại phân bón phức hợp, do phân bón DAP với thành phần chính là diammonium hydrogenphosphate là một sản phẩm của phản ứng giữa ammonium và phosphoric acid.

I. Vai trò của một số nguyên tố dinh dưỡng trong phân bón vô cơ cần thiết cho cây trồng

II. Phân loại phân bón vô cơ

Luyện tập 1 trang 13 Chuyên đề Hóa 11: Việc bón phân kali mang lại lợi ích cơ bản nào cho cây lúa, khoai, ngô?

Lời giải:

Potassium trong phân kali giúp hoạt hoá enzyme để xúc tác cho quá trình tổng hợp và làm tăng hàm lượng tinh bột, protein, đường … trong hạt lúa, hạt ngô, củ khoai.

Ngoài ra, phân kali cũng làm tăng khả năng chống chịu của cây trồng với các tác động bên ngoài như hạn hán, rét hại, sâu bệnh.

Luyện tập 2 trang 13 Chuyên đề Hóa 11: Dựa vào Hình 2.1, hãy cho biết phân bón có thành phần chính là ammonium sulfate được xếp vào loại phân bón nào.

Lời giải:

Phân bón có thành phần ammonium sulfate (NH₄)₂SO₄ có chứa nguyên tố dinh dưỡng đa lượng nitrogen (N) nên là phân bón đa lượng.

Vận dụng trang 15 Chuyên đề Hóa 11: Hãy tìm hiểu và đề xuất các loại phân bón vô cơ cần cung cấp cho các giai đoạn sinh trưởng của một loại cây ở địa phương em. Giải thích vì sao em chọn các phân bón đó.

Lời giải:

Gợi ý thông tin, nhu cầu dinh dưỡng của cây ngô trong từng giai đoạn:

Thông qua thông tin này, đề xuất:

- Giai đoạn sinh trưởng của cây ngô: ưu tiên bón phân đạm.

- Giai đoạn cây chuẩn bị trổ hoa, làm bắp: ưu tiên bón phân lân.

- Giai đoạn tạo hạt: ưu tiên bón phân kali.

- Bón phân vi lượng trong tất cả các giai đoạn của cây.

III. Quy trình sản xuất và cách sử dụng một số loại phân bón vô cơ

Câu hỏi 1 trang 16 Chuyên đề Hóa 11: Hãy so sánh hàm lượng đạm tổng giữa phân urea nguyên chất và phân SA nguyên chất.

Lời giải:

Phân urea có thành phần chính là (NH₂)₂CO; Phân bón SA có thành phần chính là (NH₄)₂SO₄.

Hàm lượng đạm có trong phân urea nguyên chất là:

$\%m_N=\frac{2\times 14}{60}\times 100\%=46,67\%$

Hàm lượng đạm có trong phân SA nguyên chất là:

$\%m_N=\frac{2\times 14}{132}\times 100\%=21,21\%$

Vậy hàm lượng đạm có trong phân urea nguyên chất lớn hơn trong phân SA nguyên chất.

Luyện tập 3 trang 16 Chuyên đề Hóa 11: Việc cung cấp phân đạm như urea, SA, … sẽ mang lại lợi ích cơ bản nào cho các loại rau cải?

Lời giải:

Việc cung cấp phân đạm như urea, SA … sẽ thúc đẩy cây rau cải ra lá, lá màu xanh với kích thước to và quang hợp mạnh, làm tăng năng suất rau cải.

Câu hỏi 2 trang 17 Chuyên đề Hóa 11: Giải thích vì sao phân phức hợp dễ bảo quản và dễ vận chuyển hơn phân bón hỗn hợp.

Lời giải:

Phân phức hợp là hỗn hợp các chất được tạo ra đồng thời bằng tương tác hoá học giữa các chất ban đầu nên phân phức hợp thường gồm các loại hạt đồng nhất, tính chất các hạt tương tự nhau → dễ bảo quản, vận chuyển.

Phân hỗn hợp được phối trộn từ các loại phân đơn dinh dưỡng nên phân hỗn hợp sẽ có nhiều loại hạt với màu sắc, kích cỡ không đồng nhất … do đặc điểm khác nhau giữa các phân đơn dinh dưỡng được dùng phối trộn → Khó khăn hơn trong việc bảo quản, vận chuyển.

Luyện tập 4 trang 18 Chuyên đề Hóa 11: Việc bón phân superphosphate sẽ mang lại những lợi ích cơ bản nào đối với loại cây trồng dùng để chắn gió hoặc chống xói lở đất?

Lời giải:

Lợi ích của việc bón phân superphosphate cho loại cây trồng dùng để chắn gió hoặc chống xói lở đất:

Phosphorus trong phân superphosphate tham gia vào các thành phần của enzyme làm xúc tác cho quá trình tổng hợp amino acid, protein trong cây. Phosphorus có mặt trong nhân tế bào, cần thiết cho quá trình hình thành các bộ phận mới của cây: kích thích sự phát triển rễ của cây, làm cho rễ cây ăn sâu và lan rộng trong đất, giúp cho cây chống chịu được hạn và ít đổ ngã, kích thích quá trình đẻ nhánh và nảy chồi …

Câu hỏi 3 trang 18 Chuyên đề Hóa 11: Trong hai quy trình sản xuất phân bón superphosphate, quy trình nào thu được phân có hàm lượng phosphorus cao hơn? Giải thích.

Lời giải:

Quy trình thứ hai thu được phân có hàm lượng phosphorus cao hơn vì thành phần chủ yếu của phân bón sản xuất theo quy trình thứ hai là Ca(H₂PO₄)₂. Còn quy trình thứ nhất có thành phần chủ yếu của phân bón gồm Ca(H₂PO₄)₂ và CaSO₄.

Luyện tập 5 trang 18 Chuyên đề Hóa 11: Vì sao trước khi bón phân superphosphate, người ta thường phải xử lí đất bằng vôi?

Lời giải:

Do còn lẫn acid trong quá trình sản xuất, đồng thời có thể biến đổi và tạo ra H₃PO₄ nên việc sử dụng phân bón superphosphate sẽ làm chua đất. Vì vậy thông thường với đất acid cần khử acid bằng cách xử lí đất bằng vôi trước khi bón loại phân bón này.

IV. Bảo quản phân bón vô cơ

Luyện tập 6 trang 19 Chuyên đề Hóa 11: Tìm hiểu và viết các phương trình hoá học xảy ra khi đạm ammonium nitrate bị nhiệt phân. Giải thích vì sao phân bón này có nguy cơ gây cháy nổ.

Lời giải:

Các phương trình hoá học xảy ra khi đạm ammonium nitrate bị nhiệt phân:

NH₄NO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ N₂O + 2H₂O

2NH₄NO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2N₂ + O₂ + 4H₂O

Phân ammonium nitrate có nguy cơ gây cháy nổ do loại phân bón này dễ bị phân huỷ kèm hiện tượng cháy, nổ.

Bài tập (trang 20)

Bài 1 trang 20 Chuyên đề Hóa 11: Trước khi gieo hạt mầm trồng lúa, để tạo điều kiện cho rễ mầm phát triển tốt, nên ưu tiên cung cấp phân lân hay phân kali cho đất? Đến giai đoạn cây lúa chuẩn bị đẻ nhánh, nên ưu tiên bổ sung đạm hay kali cho đất? Giải thích.

Lời giải:

Trước khi gieo hạt mầm trồng lúa, để tạo điều kiện cho rễ mầm phát triển tốt, nên ưu tiên cung cấp phân lân cho đất. Vì phosphorus có mặt trong nhân tế bào, cần thiết cho quá trình hình thành các bộ phận mới của cây: kích thích sự phát triển của rễ cây, làm cho rễ cây ăn sâu và lan rộng trong đất.

Đến giai đoạn cây lúa chuẩn bị đẻ nhánh, nên ưu tiên bổ sung phân đạm cho đất. Vì nguyên tố nitrogen có trong đạm thúc đẩy quá trình giúp cây ra nhiều nhánh, nhánh phân nhiều cành, cành ra nhiều lá, lá có màu xanh với kích thước to và quang hợp mạnh, làm tăng năng suất cây trồng.

Bài 2 trang 20 Chuyên đề Hóa 11: Một số phân bón như SA dễ làm đất bị chua do bị thủy phân tạo môi trường acid.

a) Viết phương trình hóa học cho phản ứng thủy phân của ammonium sulfate.

b) Phân SA phù hợp với loại đất kiềm hay đất chua?

c) Sau khi sử dụng phân SA thường xuyên, người ta có thể bón vôi vào đất. Vì sao?

Lời giải:

a) Phương trình hoá học cho phản ứng thủy phân của ammonium sulfate:

(NH₄)₂SO₄ → 2NH₄⁺ + SO₄^2-

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺

b) Phân SA phù hợp với đất kiềm. Vì phân SA dễ bị thủy phân tạo môi trường acid làm đất chua, nên nếu bón phân SA trong đất kiềm, acid sau khi bị thủy phân sẽ trung hòa với kiềm trong đất làm cải thiện tình trạng đất.

c) Sau khi sử dụng phân SA thường xuyên thì sẽ làm giảm tính kiềm và tăng tính acid (độ chua) của đất vì vậy ta có thể bón vôi vào đất.

Do khi bón vôi vào đất sẽ tạo ra môi trường kiềm trung hòa với acid trong đất.

Bài 3 trang 20 Chuyên đề Hóa 11: Cho hai quá trình sau:

NH₄NO_3(s) $\stackrel{t^o}{\to }$ N₂O_(g) + 2H₂O_(g)     ${∆}_r{H}_{298}^0$ = -36 kJ

NH₄Cl_(s) $\stackrel{t^o}{\to }$ NH_3(g) + HCl_(g)     ${∆}_r{H}_{298}^0$ = 176 kJ

Trong cùng điều kiện về môi trường, hãy dự đoán phân bón ammonium nitrate hay ammonium chloride có nguy cơ cháy nổ cao hơn. Giải thích?

Lời giải:

NH₄NO_3(s) $\stackrel{t^o}{\to }$ N₂O_(g) + 2H₂O_(g)     ${∆}_r{H}_{298}^0$ = -36 kJ

${∆}_r{H}_{298}^0$ = -36 kJ < 0 nên phản ứng toả nhiệt.

NH₄Cl_(s) $\stackrel{t^o}{\to }$ NH_3(g) + HCl_(g)     ${∆}_r{H}_{298}^0$ = 176 kJ

${∆}_r{H}_{298}^0$ = 176 kJ > 0 nên phản ứng thu nhiệt.

Nhận xét: Phân bón ammonium nitrate có nguy cơ gây cháy nổ cao hơn.

Mở rộng thêm kiến thức:

- Khi chỉ riêng mình ammonium nitrate thì nó không được xem là chất nguy hiểm nhưng trong một số điều kiện nhất định, nó có thể chuyển thành chất nổ mà không cần bất kỳ chất xúc tác hay nhiên liệu bên ngoài nào khác.

- Khi phân hủy, ammonium nitrate sẽ tạo ra nhiệt và có thể tự bốc cháy và duy trì lửa cháy khi đủ nhiệt lượng mà không cần các tác nhân như lửa mồi. Trong khi cháy, ammonium nitrate sẽ trải qua những thay đổi hóa học dẫn đến việc sản sinh ra oxygen giúp duy trì đám cháy, thậm chí lan rộng ra. Khi nóng lên, ammonium nitrate chảy ra làm không gian phía sau tiếp tục nóng lên và hình thành khí. Khí nóng càng mở rộng nhưng bị niêm kín trong ammonium nitrate nóng chảy và không được thoát ra sẽ buộc nó phải phá vỡ hóa chất và dẫn đến vụ nổ.

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề Hóa lớp 11 Cánh diều hay, chi tiết khác: 

Bài 1: Giới thiệu chung về phân bón

Bài 3: Phân bón hữu cơ

Bài 4: Tách tinh dầu từ các nguồn thảo mộc tự nhiên

Bài 5: Chuyển hoá chất béo thành xà phòng

Bài 6: Điều chế glucosamine hydrochloride từ vỏ tôm