第十一单元 化学与社会发展
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知识网络
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考点一 化学与能源开发
1
.能源的开发和利用
(1)
目前人类应用最广泛的能源是煤、石油、天然气等不可再生的化石燃料。
(2)21
世纪人类面临的重要课题是开发和利用清洁高效且用之不竭的新能源。
(3)
目前开发研制的新能源有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能、氢能等。
考点梳理
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2
.清洁高效的氢能源
(1)
氢能源的优点
Ⅰ.
可以利用水来制取,并可循环利用
(
来源广
)
;
Ⅱ.
燃烧时放出热量多
(
热值高
)
;
Ⅲ.
燃烧产物是水,不污染环境
(
无污染
)
。
(2)
有待解决的相关问题
Ⅰ.
目前制备氢气能耗高、成本高的问题;
Ⅱ.
氢气的安全贮存和运输等问题。
(3)
最理想的制氢方法:寻找合适的光分解催化剂,使水在太阳光的照射下分解产生氢气。
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3
.化学电池
(1)
概念:化学电池是将
①
__________
直接转化为
②
________
的装置。
(2)
常见的几种电池:干电池、铅蓄电池、燃料电池。
(3)
化学电池的优点:体积小,电容量大,移动方便,既可以减少大气污染,又可以提高能量的转化效率。
注意:
使用电池虽然能提高能量的转化效率,减少燃料燃烧对大气的污染,但废旧电池的乱扔乱放,会导致固体废弃物和重金属离子等对环境的严重污染。
化学能
电能
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注意:
无机非金属材料除玻璃外,还有水泥、陶瓷等。
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2
.有机高分子材料
(1)
分类:有机高分子材料分为天然有机高分子材料
(
如棉花、羊毛、蚕丝、天然橡胶等
)
和合成有机高分子材料
(
如三大合成材料:
③
________
、
④
____________
、
⑤
____________
)
。
塑料
合成纤维
合成橡胶
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(2)
塑料
Ⅰ
.
特点:塑料大都具有质轻、易加工成型、不导电、不传热、抗腐蚀性强的特点。
Ⅱ
.
种类:常见的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、电木塑料和聚四氟乙烯
(
俗称
“
特氟隆
”
)
等。
Ⅲ
.
鉴别聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料的常用方法为
⑥
__________
。具体操作:点燃后闻气味,有刺激性气味的为
⑦
________________
。
注意:
聚氯乙烯塑料有毒,不能用来制作食品袋。
燃烧法
聚氯乙烯塑料
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(3)
鉴别棉、羊毛和合成纤维的常用方法:灼烧法。
三者燃烧的现象如下:
Ⅰ.
棉纤维:易燃烧,燃烧时有烧纸气味,余烬呈灰白色,手捻时全部成粉末。
Ⅱ.
羊毛纤维:燃烧时起泡成球,有
⑧____________
的气味,余烬呈黑褐色,易碎。
Ⅲ.
合成纤维:不易燃烧,迅速蜷缩,余烬呈球状,不易捻碎。
烧焦羽毛
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(4)“
白色污染”:大部分塑料废弃后在自然环境中很难降解,长期堆积会破坏土壤,污染地下水等,造成“白色污染”。其防治措施如下:
Ⅰ.
减少使用不必要的塑料制品,如用布袋代替塑料袋等;
Ⅱ.
重复使用某些塑料制品,如塑料袋、塑料盒等;
Ⅲ.
使用一些新型的、可降解的塑料,如微生物降解塑料和光降解塑料等;
Ⅳ.
回收各种废弃塑料。
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3
.复合材料
(1)
概念:由
⑨
__________________
不同性质的材料,通过物理或化学方法复合在一起制成的新材料称为复合材料。
(2)
特点:复合材料具有强度高、密度低、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀、耐高
(
低
)
温等特点。
(3)
常见的复合材料:钢筋混凝土、机动车轮胎、玻璃钢、碳纤维复合材料等。
其中玻璃钢是由玻璃纤维和塑料制成的复合材料,它既不是玻璃,也不是钢。
两种或两种以上
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考点三 化学与农业生产
1
.
化肥
——
作物的重要食粮
(1)
常见的化学肥料根据所含营养元素的不同,可分为
⑩
________
、
⑪
________
、
⑫
________
、
⑬
____________
等。化肥的种类和主要作用如下表:
氮肥
磷肥
钾肥
复合肥料
种类
举例
主要作用
氮肥
氨水
(NH
3
·
H
2
O)
、硫酸铵
[(NH
4
)
2
SO
4
]
、硝酸钠
(NaNO
3
)
、尿素
[CO(NH
2
)
2
]
促使作物茎、叶生长茂盛,叶色浓绿,提高产量
磷肥
磷矿粉
[
主要成分
Ca
3
(PO
4
)
2
]
、过磷酸钙
[Ca(H
2
PO
4
)
2
和
CaSO
4
的混合物
]
促使作物根系发达,增强抗寒、抗旱能力
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注意:
铵态氮肥不能与
⑭____________
混用,也不能在烈日下施用,以免降低肥效。铵态氮肥遇到碱会发生化学反应,释放出具有刺激性气味的
⑮________
,可以利用这一反应来检验某化肥是否为铵态氮肥。
碱性物质
氨气
种类
举例
主要作用
钾肥
硫酸钾
(K
2
SO
4
)
、氯化钾
(KCl)
、碳酸钾
(K
2
CO
3
,草木灰的主要成分
)
促使作物茎秆粗壮,增强抗病虫害和抗倒伏能力
复合
肥料
磷酸二氢铵
(NH
4
H
2
PO
4
)
、硝酸钾
(KNO
3
)
能同时均匀地供给作物几种养分,充分发挥营养元素间的相互作用
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(2)
化肥的简易鉴别
氮肥
钾肥
磷肥
外观
白色晶体
灰白色粉末
加水
全部溶于水
大多不溶于水
或部分溶于水
加
⑯
__________
研磨
含有
NH
的化肥放出有刺激性气味气体
无明显现象
熟石灰
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核心归纳:
氮肥的简易鉴别方法
氮肥中的氨水呈液态,碳酸氢铵有强烈的氨味,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:
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2
.
农药
——
作物生长的卫士
(1)
农药一般是用化学方法配制或合成的,如波尔多液是用胆矾、生石灰和水混合制得的。
(2)
农药具有两面性:一方面可以杀灭病虫害;另一方面还可能污染环境,危害人体健康。
3
.合理使用化肥和农药
科学、合理地使用化肥和农药,防止不合理使用造成的大气污染、水体污染
(
使水体中氮、磷增多,导致富营养化
)
、土壤破坏
(
使土壤酸化、板结
)
等。开发研制与推广使用新型高效、低毒和低残留化肥和农药,是实现农业良性发展的需要。
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考点四 化学与环境保护
1
.水污染及其防治
(1)
水污染的来源:工业废水、农业废水、生活污水的任意排放。
(2)
水污染的危害
Ⅰ
.
威胁人体健康及生命安全;
Ⅱ
.
造成水体富营养化,破坏水中生态系统;
Ⅲ
.
影响工农业和渔业生产。
第
21
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(3)
防治水污染的措施
Ⅰ
.
依据不同的水质标准对水资源进行分类管理,加强水质监测,禁止污水排放;
Ⅱ
.
加强对新技术、新工艺的研究与应用,力争实现无污染生产。
(4)
防治水污染的具体方法
Ⅰ
.
工业废水、农业废水和生活污水经处理达标后排放;
Ⅱ
.
禁止生产和使用含磷洗衣粉、洗涤剂;
Ⅲ
.
合理使用化肥和农药;
Ⅳ
.
利用化学方法
(
如中和法、氧化法等
)
处理废水。
第
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2
.空气污染及其防治
(1)
空气污染的主要来源:化石燃料的燃烧及工厂废气、汽车尾气的排放。
(2)
空气污染带来的危害
Ⅰ
.
形成酸雨
(pH
⑰
______
5.6
的降水
)
,酸化土壤、污染水体、腐蚀建筑及文物古迹、加速金属制品的锈蚀等;
Ⅱ
.
破坏臭氧层;
Ⅲ
.
加剧温室效应,导致气候变暖。
< 第 23 页 (3) 防治空气污染的措施 Ⅰ . 减少化石燃料的直接燃烧,对化石燃料进行脱硫处理; Ⅱ . 开发新型清洁能源; Ⅲ . 工厂废气处理达标后排放; Ⅳ . 汽车安装催化净化装置,净化尾气。 第 24 页 3 . 绿色化学 (1) 核心:利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。 (2) 目标:寻找可以充分利用的、无毒害的原材料和能源,且在各个环节都能实现洁净、无污染的反应途径和工艺。 第 25 页 常考点一 化学与材料 例 1 (2019 · 甘肃白银 ) 某牛仔裤标签如图所示,下列说法不正确的是 ( ) A .棉纤维透气性较好 B .聚酯纤维是合成纤维 C .合成纤维耐磨性较差 D .用灼烧的方法可区分棉纤维与聚酯纤维 常考点突破 棉 82% 聚酯纤维 12% 氨纶 6% 第 26 页 分析: 棉纤维的优点是透气性较好, A 项正确;聚酯纤维是合成纤维中的一种, B 项正确;合成纤维的强度高、弹性好,耐磨和耐化学腐蚀,但它的吸水性和透气性较差, C 项错误;灼烧棉纤维有烧纸气味,灼烧聚酯纤维有特殊气味,故用灼烧的方法可区分棉纤维与聚酯纤维, D 项正确。 答案: C 第 27 页 常考点二 化学与环境保护 例 2 (2019 · 贵州安顺 ) 2019 年 6 月 5 日世界环境日大会在中国举行,世界各国达成共识:全力改善环境质量,推动绿色发展。下列做法符合绿色发展理念的是 ( ) A .垃圾分类回收,增强节约意识 B .鼓励开私家车,带动经济发展 C .大量使用化肥,提高粮食产量 D .燃放烟花爆竹,增添节日气氛 第 28 页 分析: 垃圾分类回收,增强节约意识,可以减少对环境的污染, A 项符合绿色发展理念;鼓励开私家车,会产生大量的尾气污染环境, B 项不符合绿色发展理念;大量使用化肥,不仅对土壤造成污染,还会使水体富营养化, C 项不符合绿色发展理念;燃放烟花爆竹会产生大量的空气污染物,不利于保护环境, D 项不符合绿色发展理念。 答案: A 第 29 页 考点一 化学与材料研制 1 . (2019 · 攀枝花 ) 制作下列实验仪器或用品所用的材料中,属于有机合成材料的是 ( ) A .塑料药匙 B .烧杯 C .铁架台 D .蒸发皿 四川中考真题精练 A 第 30 页 2 . (2017 · 资阳 ) 材料科学的发展对人类生活和社会会产生深远影响,下列对材料的有关表述错误的是 ( ) A .我国倡议沿“丝绸之路”开展“一带一路”建设。丝绸中的蚕丝属于人工合成纤维 B .耐高温合金材料的开发加速了高性能航空发动机的研制进程 C .废弃塑料制品的回收是对塑料材料的再利用 D .玻璃钢是玻璃纤维与有机高分子合成材料制成的复合材料 A 第 31 页 3 . (2019 · 自贡 ) 材料有着广泛的应用。根据下列信息回答问题。 (1) 上述材料中属于有机合成材料的是 ______________ ;属于合金的是 __________ 。 (2) 纳米铁粉能吸附水中的某些污染物,吸附后经沉降、 ________ ( 填操作名称 ) 可除去污染物。下列物质也能因吸附而具有净水作用的是 ______ ( 填字母序号 ) 。 a .生石灰 b .活性炭 c .小苏打 高强度涤纶 应用 “ 蛟龙号 ” 深潜器 宇航员航天服 新型水处理剂 用到的材料 特种钢 高强度涤纶 纳米铁粉 特种钢 过滤 b 第 32 页 4 . (2018 · 绵阳 ) 2018 年 5 月 14 日早上,川航 3U8633 重庆至拉萨航班,在万米高空驾驶舱右座前风挡玻璃破裂脱落。在民航各保障单位密切配合下,机组正确处置,飞机于 07 : 46 安全降落成都双流机场。从化学视角回答下列问题: (1) 飞机风挡玻璃是由四层平板钢化玻璃夹有机合成材料 PVB 胶片制成。钢化玻璃是由 SiO 2 与 Na 2 CO 3 在高温下反应制成玻璃,再经特殊工艺处理得到的。则风挡玻璃属于 ______ ( 填字母序号 ) 。 A .合金 B .无机化合物 C .复合材料 D .有机高分子材料 飞机发生意外后,乘客座位上方的氧气面罩掉下,乘客戴上氧气面罩的作用是 ________________________ 。 C 在高空缺氧时保障呼吸 第 33 页 (2) 飞机机身大量使用铝合金,主要原因是铝合金耐腐蚀、密度 ______ 、 ________________ 。 (3) 飞机使用航空煤油作燃料,航空煤油是 ________ 炼制的产品;飞机发动机的制造使用了高温陶瓷材料氮化硅,氮化硅的化学式为 __________ 。 小 强度和硬度好 石油 Si 3 N 4 第 34 页 考点二 化肥的种类、作用及鉴别 5 . (2019 · 甘孜 ) 下列化肥属于复合肥料的是 ( ) A .氯化钾 B .硫酸铵 C .磷矿粉 D .磷酸二氢钾 6 . (2017 · 巴中 ) 尿素 [CO(NH 2 ) 2 ] 是农业生产中常用的一种优质肥料。它由 ______ 种元素组成,其中氢、氧元素的质量比为 ________ ;它属于化学肥料中的 ______ 肥。 D 四 1∶4 氮 第 35 页 考点三 能源与环境综合题 7 . (2019 · 自贡 ) 新能源的开发利用是人类社会可持续发展的重要课题。下列属于新能源的是 ( ) A .天然气 B .石油 C .氢气 D .煤 8 . (2019 · 内江 ) 化学与生产、生活密切相关。下列做法不合理的是 ( ) A .用小苏打可除去面团发酵产生的酸 B .为减少对化石燃料的使用,可大力研发新能源汽车 C .用活性炭除去冰箱中的异味 D .大量使用农药、化肥以提高粮食产量 C D 第 36 页 9 . (2019 · 广安 ) 2019 年 5 月 5 日~ 5 月 31 日,某图书馆开展了以“保护地球”为主题的网上竞答活动。下列做法不符合这一理念的是 ( ) A .废旧电池回收处理 B .用新能源汽车代替燃油汽车 C .提倡植树造林 D .任意排放“三废” D 第 37 页 B 第 38 页 11 . (2019 · 广元 ) “ 一带一路”的倡议,促进了东西方经济、文化的交流。 (1)“ 一带一路”把中国的丝绸、茶叶等传入西方,将西方的宝石等带入中国。蚕丝属于 ________ ( 填“天然”或“合成” ) 纤维;某种宝石的主要成分是氧化铝,写出氧化铝的化学式: __________ 。 (2) 能源合作是“一带一路”的重要内容,中缅油气管道将石油和天然气输入中国。石油属于 __________ ( 填“混合物”或“纯净物” ) ,是 ____________ ( 填“可再生”或“不可再生” ) 能源。 天然 Al 2 O 3 混合物 不可再生 第 39 页 一、选择题 1 . (2019 · 江西 ) 下列属于新能源的是 ( ) A .煤 B .石油 C .天然气 D .氢气 2020 年迎考特训 D 第 40 页 2 . (2019 · 湖南娄底 ) 下列生活用品所含的主要材料,属于有机合成材料的是 ( ) B 第 41 页 3 . (2018 · 攀枝花 ) 在果实膨大拉长期的芒果需要大量补充氮、钾等元素。下列符合条件的一种化肥是 ( ) A . KNO 3 B . Ca(H 2 PO 4 ) 2 C . NH 4 NO 3 D . (NH 4 ) 2 HPO 4 4 . (2018 · 江苏盐城 ) 2018 年世界环境日主题为“塑战速决”,下列做法不符合这一主题的是 ( ) A .用布袋代替塑料袋 B .就地焚烧塑料垃圾 C .回收利用废弃塑料 D .使用新型可降解塑料 A B 第 42 页 5 . (2019 · 湖南邵阳 ) 人类的衣食住行都离不开化学,以下观点正确的是 ( ) A .生活污水可以直接排入河流中 B .农药和化肥能促进农业生产,可以大量使用 C .煤和石油都是可再生能源,人类可以无限制地开发利用 D .“绿色化学”的提出,使更多的化学生产工艺和产品向着环境友好方向发展 D 第 43 页 6 . (2019 · 山东青岛 ) 下列关于能源的说法不正确的是 ( ) A .氢气是 21 世纪的理想能源 B .科技发展可促进能源的开发利用 C .煤、石油和天然气都属于可再生能源 D .能源结构向多元、清洁和低碳方向转型 7 . (2019 · 四川眉山 ) 下列是农业生产中的一些思路,你认为错误的是 ( ) A .将农家肥和化肥综合使用,以提高生产效益 B .禁止就地焚烧农作物秸秆,应回收用作制沼气等 C .农药能保护农作物但本身有毒,应按规定合理施用 D .熟石灰和碳铵 (NH 4 HCO 3 ) 混合施用,既能改良酸性土壤又能提高土壤肥力 C D 第 44 页 8 .如图是某同学鉴别 NH 4 HCO 3 、 NH 4 Cl 、 KCl 三种化肥的过程,其中试剂甲和乙分别可能是 ( ) A .甲:熟石灰;乙:稀盐酸 B .甲:水;乙:氢氧化钠溶液 C .甲:氢氧化钠溶液;乙:水 D .甲:稀盐酸;乙:氯化钠溶液 A 第 45 页 9 .二氧化碳气体既是温室效应的元凶,又是一种潜在的碳资源。实验室里,科学家已成功利用二氧化碳与环氧丙烷 ( 一种简单有机物 ) 在催化剂的作用下合成“二氧化碳塑料”。该新型塑料在投入工业生产前,以下不是科学家重点考虑的问题是 ( ) A .如何提高催化剂的催化效率 B .新型塑料是否可降解 C .新型塑料的化学性质是否稳定 D .新型塑料生产是否影响碳循环 D 第 46 页 二、填空题 10 . (2019 · 广西百色 ) 绿水青山就是金山银山,保护环境人人有责。请回答: (1) 目前人们利用最多的能源是煤、石油和 __ ______ __ 等化石燃料。煤燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等气体,这些气体中,溶于雨水会形成酸雨的是 __ ________ __ 。科学家正在努力开发和利用的新能源有 __ _ _ ______________ __________ __ 、地热能、潮汐能等。 天然气 二氧化硫 太阳能 ( 其他合理 答案均可 ) 第 47 页 (2) 新能源电池路灯被越来越广泛地应用。如图所标示的路灯各主要部件中属于有机合成材料的是 __ __ __( 填序号 ) 。 ③ (3) 铝合金灯壳在空气中具有强抗腐蚀性的原因是 __ _________________ ( 用化学方程式表示 ) 。 (4) 铜丝能作导线是利用了铜的 __ ____ __ 性。 4Al + 3O 2 ===2Al 2 O 3 导电 第 48 页 11 . (2019 · 江苏常州 ) 2019 年 1 月,“嫦娥四号”和“玉兔二号”互拍成像,实现了探月工程五战五捷。 (1)“ 嫦娥四号”使用了大量复合材料。下列关于复合材料的说法中正确的是 __ __ __( 填字母序号 ) 。 A .不锈钢是常见的复合材料 B .复合材料集中了组成材料的优点 C .多种材料混在一起就是复合材料 B 第 49 页 (2) 航天器的天线用钛合金制成。钛合金与金属钛相比, __ ______ __ 的硬度更大。工业上通常是在高温下用四氯化钛 (TiCl 4 ) 与金属镁发生置换反应获得金属钛,该反应的化学方程式为 __ _______________ __ _______________ __ 。 (3) 航天器上的太阳能电池是将太阳能直接转化为 __ __ __ 能的装置;大自然利用太阳能最成功的范例是 __ __ __( 填字母序号 ) 。 A .火山爆发 B .温室效应 C .光合作用 钛合金 电 C 第 50 页 12 .材料、环境、能源跟生活密切相关。 (1) 日常用品尼龙手套、铝壶、不锈钢刀、纯棉桌布中,主要用有机合成材料制成的是 __ ________ __ 。 (2) 为了减小燃烧化石燃料对环境的影响,人们一方面开发利用清洁高效的新能源,如 __ ________________________ __( 写一种 ) ;另一方面提倡“低碳生活”,下列符合“低碳生活”的做法是 __ ____ __( 填序号 ) 。 ① 人走灯灭 ② 少用一次性筷子 ③ 多使用空调调节温度 (3) 目前氢氧燃料电池已经在宇宙飞船等航天器上实际使用,它能把氢气和氧气反应的化学能转化为 __ __ __ 能,氢氧燃料电池内反应的化学方程式是 __ __________________ __ 。 尼龙手套 太阳能 ( 其他合理答案均可 ) ①② 电 2H 2 + O 2 ===2H 2 O 第 51 页 轮胎和塑料保险杠 导电 防锈 节约化石能源 减少环境污染 第 52 页 第 53 页 根据上述信息,回答下列问题: (1) 四个反应中,属于化合反应的有 __ _ __ 个。 (2) 反应中有两种氮的氧化物,其中不与水发生反应的是 __ ____ __( 填化学式 ) 。 (3) 在氮肥中,氮的含量越高肥效越好,试通过计算比较相同质量的硝酸铵和碳酸氢铵肥效较高的是 __ ________ __( 填化学式 ) 。 2 NO NH 4 NO 3 第 54 页 三、实验探究题 15 .小明发现家中施用的碳酸氢铵 (NH 4 HCO 3 ) 减少了,并闻到一股刺激性的气味。他很好奇,于是和同学们进行探究,请你一同参与: 【提出问题】碳酸氢铵减少的原因是什么? 【猜想假设】碳酸氢铵受热易分解,产物可能为水、二氧化碳、氨气。 【实验设计】小明设计了如图所示的装置进行实验 ( 实验装置中的铁架台省略 ) 。 第 55 页 (1)A 装置大烧杯中的生石灰和水的作用是 __ ___________________________ _________ __ 。 (2) 装置 B 中澄清石灰水 __ ______ __ ,证明产物中有二氧化碳生成。 (3) 根据现象 __ ______________________ __ ,证明实验后生成了水和氨气。 (4) 小红同学认为若将装置 B 中澄清石灰水改为 NaOH 溶液,再经过某实验操作,也可以证明碳酸氢铵分解后有二氧化碳生成,请你帮她设计完成实验: 实验步骤 实验现象 反应的化学方程式 取装置 B 中溶液少许,滴加稀盐酸 ( 或氯化钙溶液 ) 产生气泡 ( 或产生沉淀 ) Na 2 CO 3 + 2HCl===2NaCl + CO 2 ↑ + H 2 O( 或 Na 2 CO 3 + CaCl 2 ===CaCO 3 ↓ + 2NaCl) 发生反应放出热量,使碳酸氢铵 受热分解 变浑浊 干燥的红色石蕊试纸变蓝 第 56 页 【实验结论】碳酸氢铵受热易分解,反应的化学方程式为 __ __________ __ ____ __ ____________ ____ 。 【实验反思】根据以上实验,你认为化肥碳酸氢铵在保存时应注意的问题是 __ ________________ __ ,在施用时注意 __ ____________________________________ ________ __ 。 避光、避热、密封 避免在气温较高、日照比较强烈的中午 施用