跨学科实践活动9 探究土壤酸碱性对植物生长的影响(同步讲义)(解析版) 2025-2026学年人教版九年级化学下册

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跨学科实践活动9 探究土壤酸碱性对植物生长的影响(同步讲义)(解析版) 2025-2026学年人教版九年级化学下册

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跨学科实践活动9 探究土壤酸碱性对植物生长的影响(同步讲义)
◆任务一 测定土壤的酸碱性
1.查阅资料
测定土壤样品酸碱性的方法与实验室测定未知溶液酸碱性的方法略有不同。查阅资料得到相关操作如下:
2.测定土壤酸碱性
选取合适的土壤,如校园或农田等地,在不破坏环境的情况下,根据所查阅的资料设计实验,测定土壤的酸碱性。
◆任务二 探究植物生长适宜的pH
1.结合生物学的知识,或查阅资料,举例说明不同植物的生长对土壤酸碱性的要求,了解植物的生长特点,如生长环境、生长周期等。
植物名称 适宜生长的土壤pH范围 生长特点
小麦 6.5~7.5 适应性强,耐寒耐旱,生长周期通常为220~270天
茄子 6.0~7.5 一年生草本植物,需要适宜的昼夜温差,生长周期通常为60~100天
绿萝 5.5~6.5 喜湿热,喜散射光,生长周期较长,终年生长
…… …… ……
2.探究不同酸碱度对植物生长的影响
选择一种适合的植物,如小麦等,在不同pH的土壤中进行种植(或用溶液模拟相应环境进行栽培)实验,并制订观察和记录方案,如下:
【实验仪器及用品】烧杯、温度计、新鲜小麦种子、pH分别为5、6、7、8、10的营养液。
【实验方案】5只烧杯中盛有不同酸碱度的溶液各50 mL,做好标记,溶液中各放大小、生理状况一致的10粒种子,定时测定室内温度,在一周时间内(每天同一时间点)监测小麦种子的出苗情况(麦苗长度)。
日期 温度/℃ 不同pH溶液中麦苗长度/mm
pH=5 pH=6 pH=7 pH=8 pH=10
1天
2天
3天
4天
5天
6天
7天
通过实验探究说明土壤酸碱性对小麦生长的影响,确定其适宜生长的pH。
◆任务三 调查我国土壤酸碱性分布
1.我国土壤酸碱性的分布情况
我国土壤的pH大多在4.5~8.5,由南向北土壤pH逐渐增大,大致以长江为界,长江以南的土壤多为酸性或强酸性,而长江以北的土壤则多为中性或碱性,即“南酸北碱”。
2.地质、环境等条件对土壤酸碱性的影响
(1)地质的影响
土壤的酸碱性与成土母质密切相关。这是因为母质中矿物的化学组成直接决定了土壤形成初期的酸碱状态。地形地貌的不同也会影响土壤的酸碱度。例如,处于高坡地形部位的土壤,由于雨水冲刷和淋溶作用较强,往往导致其pH比低地的土壤要低……
(2)请同学们认真查阅资料,探索环境、气候、人类活动等因素对土壤酸碱性的影响。
◆任务四 制订土壤改良方案
1.目前我国主要使用的土壤酸碱性改良剂及使用的原因
土壤酸碱性 酸性土壤 碱性土壤
改良剂 熟石灰等 石膏、硫黄等
使用原因 在水溶液中显碱性,能减弱土壤的酸度,利于土壤结构的形成 在水溶液中显酸性,可降低土壤pH和碱化度,改善土壤结构
2.结合自己家乡农作物种植或家庭花卉种植的情况,初步制订改良土壤酸碱性的方案。
【展示与交流】
1.小组展示种植的植物,交流对植物生长与土壤酸碱性关系的认识和实践的体会。
2.撰写活动报告,以墙报、讲座或论文等形式进行交流。
即学即练
1.化学小组的同学进行“探究土壤酸碱性对蒜苗生长的影响”实践活动,同学们首先采集了校园劳动基地的土壤样品,制取了土壤浸出液,测定其酸碱性:取1~2mL土壤浸出液加入试管中,滴加紫色石蕊试液。
(1)将泥土加入水中,得到的是______
A.悬浊液 B.乳浊液 C.溶液 D.纯净物
(2)下列实验操作不正确的是______
A.取样 B.溶解 C.过滤 D.测酸碱性
(3)用广泛pH试纸测定土壤浸出液的酸碱度,操作或结论正确的是______(不定项)
A.用pH试纸直接蘸取待测液
B.把显色的pH试纸与标准比色卡对照读数
C.测定该土壤浸出液的pH为6.5
D.若使用润湿的pH试纸测定某酸性溶液的酸碱度时,测得结果会偏大
(4)观察到紫色石蕊变成 色,则土壤样品呈酸性。
(5)为探究土壤酸碱性对植物生长的影响,化学小组的同学选取12颗形态、质量相近的大蒜种子,分为3组进行实验,每组4颗。对照组为中性环境,实验组分别为酸性、碱性环境,在其他条件相同的条件下进行培育,观察五天内大蒜的生长情况,记录如下表所示。
日期 酸性环境 中性环境 碱性环境
第一天 2颗发芽,平均高度1.2 cm 3颗发芽,平均高度1.5 cm 2颗发芽,平均高度1.2 cm
第二天 4颗发芽,平均高度3.5 cm 3颗发芽,平均高度3.5 cm 3颗发芽,平均高度2.5 cm
第三天 平均高度6 cm 4颗发芽,平均高度5 cm 4颗发芽,平均高度8.8 cm
第四天 平均高度8.5 cm 平均高度7.2 cm 平均高度6.5 cm
第五天 平均高度10.5 cm 平均高度9.2 cm 平均高度8.5 cm
上述实验结果表明,大蒜在 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)环境中生长最快。
(6)在上述探究活动中用到的实验设计方法是 。
考点一 探究土壤酸碱性对植物生长的影响
【例1】化学兴趣小组对当地的土壤样本进行了探究。
【实验探究】
任务一:测定土壤酸碱性
(1)选取一定量的土壤样本加入足量蒸馏水,充分搅拌后静置,过滤后得到土壤浸出液。下列实验操作不规范的是______。
A.加入土壤样品 B.加入蒸馏水
C.测溶液酸碱性 D.测溶液酸碱度
任务二:探究土壤中钠盐的主要成分
当地年降水量少且蒸发量大,使土壤中较多的可溶性钠盐化合物随水分蒸发而析出。当土壤含盐量较高时,一般含有较多的氯化钠,可能含有碳酸钠。
(2)小组同学为检验土壤样本是否含有碳酸钠(假设不含硫酸钠),进行如下实验。
实验方法 实验现象 实验结论
方法1:取少量土壤浸出液于试管中,滴加适量的 有气泡产生 含有碳酸钠
方法2:取少量土壤浸出液于试管中,滴加适量的氯化钙溶液
(3)探究表明,该土壤含有碳酸钠,显 (选填“酸性”“中性”“碱性”)。该土壤适合种植表中的作物有 (填字母)。
作物 A.茶树 B.樱桃 C.甘草
适宜的土壤pH 4.5~5.5 5.6~7.0 7.2~8.5
【变式1-1】兴趣小组进行跨学科实践活动——探究土壤酸碱性对绣球花颜色的影响。
任务一:探究调控绣球花变色措施
【查阅资料】①绣球花从土壤中吸收铝盐与色素作用,花瓣呈现蓝色;土壤中铝盐不足时,花瓣呈现粉色、红色等颜色。土壤的酸碱度影响其铝盐的含量,当土壤pH为4.5~6时,绣球花为最艳丽的蓝色。②氢氧化铝不溶于水。
小组同学根据资料确定绣球花调色措施:
(1)调蓝:向土壤中施加铝盐,铝盐的溶解性应为 。如果再施加酸性物质使土壤pH为4.5~6。能实现绣球花呈最艳丽的蓝色。
(2)调红:向土壤中施加碱性物质使铝盐生成 。
任务二:筛选合适的调色试剂
小组同学选择了硫酸铝作调蓝试剂,白醋(主要成分为醋酸)作为土壤酸化试剂。白醋中的在水溶液中能解离出和,可以中和土壤中的碱性物质。
(3)因NaOH碱性强、有强腐蚀性,调红时,稍有不慎就会造成绣球花死亡,故小组同学选用石灰乳或纯碱溶液作为调红试剂,但二者不能混合施用,原因是 。
任务三:制备用于调蓝的硫酸铝溶液
【查阅资料】①硫酸铝水溶液呈无色。②工业上制备硫酸铝常用的原料是铝土矿(主要成分为,还含有及不溶于稀硫酸的)。③过量的铝粉与硫酸铁溶液反应的化学方程式是。
【设计并实施实验】
(4)兴趣小组以铝土矿为原料,在实验室制取硫酸铝。
实验操作 实验现象 结论及解释
步骤Ⅰ、取20 g铝土矿加入锥形瓶中,向其中加入过量的稀硫酸,充分反应后过滤,得到滤液a和滤渣() 滤液a呈黄色 、能与稀硫酸反应。与稀硫酸反应的化学方程式是
步骤Ⅱ、向滤液a中加入过量 ,充分反应后过滤,得滤液b 有黑色固体析出; ; 滤液b为硫酸铝溶液
【反思评价】
(5)在用熟石灰调红时,不能与铵态氮肥一起施用。其原因是①释放出氨气,使肥效降低;② ,影响调红效果。
【变式1-2】某化学小组开展“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”的跨学科实践活动,请你和他们一起参与。
任务一:测定土壤的酸碱性
(1)取少量土样于烧杯中,加入10 mL蒸馏水,充分搅拌后静置,澄清后 。
(2)用 (填一种玻璃仪器)分别蘸取少量滤液滴加到精密pH试纸上,试纸显色后与 对照读数。
任务二:探究植物生长适宜的pH
模拟土壤酸碱性对植物生长的影响。取5只烧杯,分别倒入pH为5、6、7、8、9的溶液各50 mL,向其中各放入3粒绿豆,一周后全部发芽,测量芽长。
pH 5 6 7 8 9
芽长 3~4 mm 3~5 mm 5~6 mm 5~6 mm 3~5 mm
(3)由表中信息可知,最适宜绿豆种子萌发和生长的溶液pH的范围是______(填字母)。
A.5~6 B.6~7 C.7~8 D.8~9
任务三:调查我国土壤酸碱性分布
(4)我国的土壤呈现南酸北碱的状况,南方的农民用淡水冲洗以降低土壤的酸性。下列图像符合冲洗过程酸碱变化曲线的是______。
A.B.C.D.
任务四:制订土壤改良方案
(5)硫酸亚铁、硫酸铵和磷酸二氢钾溶液呈酸性,可以改良 土壤;熟石灰可以改良 土壤。苛性钠 (填“能”或“不能”)用于改良酸性土壤,理由是 。
【变式1-3】土豆营养价值高、产量大,是我国主要粮食作物之一,当土地出现盐碱化程度高、土壤板结现象时,会对土豆生长不利。兴趣小组在老师的带领下进行如下项目式学习。
活动一:测定土壤的酸碱度
【查阅资料】种植土豆最适宜的土壤pH是5.5-6.5。
兴趣小组同学走访了当地的种植园区,收集土壤样品并提前测定土壤的酸碱度。
(1)同学们取少量滤液,用pH计测得滤液的pH为7.4,则该土壤 (填“适宜”或“不适宜”)种植土豆。
活动二:探究土壤盐碱化的成因
【查阅资料】土壤盐碱化可能由Na2CO3、Na2SO4中的一种或两种引起。老师提供了盐碱化土壤样品的浸出液。
下表列出了20℃时“部分盐的溶解性”
Cl- CO SO
Na+ 溶 溶 溶
Ba2+ 溶 不 不
【提出问题】样品中的钠盐是什么?
【作出猜想】猜想1:Na2CO3;猜想2:Na2SO4;猜想3:Na2CO3和Na2SO4。
【进行实验】小丽和小张分别取少量浸出液加入试管中,进行如下实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
①小丽向试管中滴加少量 BaCl2溶液 产生白色沉淀 猜想 2 成立
②小张向试管中滴加过量稀盐酸 有气泡产生 猜想 1 成立
【反思交流】
(2)小组同学讨论后,一致认为小丽和小张的结论都不严谨,理由是 。
(3)于是小组同学将实验①和实验②两试管中反应后的物质倒入同一烧杯,观察到 ,证明猜想 1 成立。
(4)两试管物质混合后发生反应的化学方程式 (只写一个)。
活动三:改良土壤酸碱性
小组同学上网查阅到改良土壤酸碱性的方法如下:
待改良土壤 所用物质 改良原理
酸性土壤 熟石灰[Ca(OH)2]、草木灰(主要成分K2CO3)等 与土壤中的酸性物质反应
碱性土壤 硫酸亚铁(FeSO4)、硫酸铝[Al2(SO4)3]等 与土壤中的碱性物质反应
(5)通过分析确定改良该地土壤使其适宜种植土豆,应选用的物质为 (填一种)。
基础达标
1.某兴趣小组探究土壤酸碱性对植物生长的影响时,测得常温下四种不同土壤的pH如下,其中显碱性的是
A. B. C. D.
2.农作物的生长需要适宜的酸碱性土壤,某同学在实验室中测量土壤样品酸碱度,下列操作正确的是
A.溶解土壤样品 B.过滤出浸出液
C.检验酸碱性 D.测定酸碱度
3.在“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”实践活动中,下列说法错误的是
A.可以用pH试纸测定土壤浸出液的酸碱度 B.不同植物适宜生长的土壤酸碱度范围不同
C.可以通过调节土壤酸碱度促进植物生长 D.向酸性土壤中加入氢氧化钠改良土壤的酸碱度
4.测定土壤酸碱性实验中,下列操作正确的是
A.取样B.取水C.溶解D.测pH
5.学习小组开展“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”实践活动。下列有关说法正确的是
A.将土壤加入水中能形成土壤溶液 B.可用酸碱指示剂测定土壤浸出液的pH
C.我国土壤的分布趋势为“南碱北酸” D.酸性土壤可用熟石灰改良
6.在“测定土壤的酸碱性”实验中,下列实验操作不规范的是
A.土壤溶解 B.取土壤清液 C.测酸碱性 D.测土壤液的pH
7.某兴趣小组测定了某地茶园土壤的酸碱性并提出改良方案。
查阅资料:茶树最适宜生长在pH为5.0-5.5的土壤中
【任务一】测定土壤酸碱性
(1)将土壤样品与蒸馏水按1:5的质量比在烧杯中混合,充分搅拌后静置,测得上层清液的pH为4.用pH试纸测定该溶液pH的操作是:在玻璃片上放一小片pH试纸, 。
【任务二】调查土壤呈酸性的原因
(2)经调查发现,长期过量施用一些氮肥是土壤呈酸性的原因之一。请写出一种氮肥的化学式 ;
【任务三】改良土壤酸碱性
(3)小明同学认为往土壤中加入适量 ,可中和其酸性。写出其与酸(以硫酸为例)反应的化学方程式 。
(4)农业上常用白云石粉改良土壤酸碱性。为研究白云石粉掩埋深度对土壤酸碱性的影响,该小组在同一块土地的三个不同区域开展实验。50天后,测得等量白云石粉掩埋深度与土壤pH的关系如图所示。根据图中信息,你认为茶农将白云石粉掩埋的最适宜深度是_____(填字母序号)。
A.0~10cm B.10~20cm C.20~30cm
综合应用
8.棉花是我国重要的经济作物之一,棉田土壤的酸碱性会对棉花品质产生重要影响。
某兴趣小组测定某地棉田土壤的酸碱性并提出改良方案。
查阅资料:棉花最适宜生长在pH为6.0-6.8的土壤中。
【任务一】测定土壤酸碱性:
(1)将土壤样品与蒸馏水按1:5的质量比在烧杯中混合,充分搅拌后静置,测得上层清液的pH为4。用pH试纸测定该溶液pH:实验操作是在玻璃片上放一小片pH试纸, 。
【任务二】调查土壤呈酸性的原因:
(2)经调查发现,煤燃烧产生的二氧化硫气体排放到空气中,与大气中的水发生化学反应,生成酸雨,酸雨是土壤呈酸性的原因之一。向含二氧化硫的工业废气中喷洒石灰浆可有效吸收二氧化硫,生成亚硫酸钙,反应的化学方程式为 。
【任务三】改良土壤酸碱性:
(3)某同学认为将适量熟石灰加入土壤,可中和其酸性。写出熟石灰与酸(以硫酸为例)反应的化学方程式 。
(4)农业上常用白云石粉[白云石是碳酸盐矿物,化学成分为]改良土壤酸碱性。为研究白云石粉掩埋深度对土壤酸碱性的影响,该小组在同一块棉田的三个不同区域开展实验。50天后,测得等量白云石粉掩埋深度与土壤pH的关系如图所示。根据图中信息,将白云石粉掩埋的最适宜深度是________(填字母序号)。
A.0~10 cm B.10~20 cm C.20~30 cm
9.兴趣小组以“土壤酸碱性形成原因以及对植物生长的影响”为主题开展了项目式研究。
【任务一】测定土壤的酸碱度及对作物的影响
取我市3份不同地方土样,干燥后分别与自来水按2∶5的质量比混合,操作如下图所示。测得三个土样的pH分别为5.1、5.2、5.3.
(1)请指出该实验中不够严密的操作 (写一点)。
(2)模拟不同酸碱度土壤对植物生长的影响:项目小组分别在5个烧杯中倒入不同pH溶液50mL,保持其他条件一致,放入8粒大小一样的绿豆,观察记录,数据如图。由图可知,土壤pH= 时,绿豆生长状况最好。
【任务二】酸性土壤形成的原因及改良
(3)长期施用一些化肥会造成土壤酸化或工业污染导致的酸雨也会导致土壤酸化,农业上可以施加 来改良酸性土壤。
(4)用适量的石灰石粉末()改良上述土壤的原理如下图:
说明石灰石中的把土壤颗粒上吸附的 (填离子符号)交换下来。
10.某校实践小组的同学在老师的帮助下,对洞庭湖平原地区土壤的酸碱度、土壤成分及土壤改良措施等产生了浓厚兴趣,并展开了项目化科学探究。
任务一:测定土壤酸碱度
【实验准备】在洞庭湖平原土壤中取样。将样品与蒸馏水按1:4的质量比在烧杯内混合,充分搅拌后,静置。
【进行实验】
(1)测液体的酸碱度:操作是 ,测得,说明土壤呈 性。
任务二:探究适合生长的植物
【信息检索】下表为几种经济作物生长最适宜的范围。
作物 茶树 水稻 甘蔗 大豆
5.0~5.5 6.0~7.0 6.5~8.0 7.0~7.5
【小组交流】
(2)洞庭湖平原土壤适宜种植的作物是 。
任务三:探究土壤成分
【调查咨询】同学们向专业人员咨询土壤酸碱度的成因,了解到洞庭湖平原土壤呈酸性除了气候因素和成土母质等自然原因外,还与长期大量使用氯化铵等酸性肥料有关。
【猜想假设】该土壤中可能含有氯化铵。
【进行实验】
(3)
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量土壤样品,向其中加入少量熟石灰,混合、研磨 产生有刺激性气味的气体 土壤中含有铵根离子
②取少量任务一中的土壤样品浸出液,向其中滴加 产生白色沉淀 土壤中含有氯离子
任务四:选择土壤改良剂
【查阅资料】酸性土壤的改良可以施用生石灰、熟石灰、草木灰(主要成分为)等。
【进行实验】同学们取两份土壤样品各,分别加入不同的改良剂和左右的水,充分搅拌后静置,测上层清液的,得到下表结果。
加入的改良剂 熟石灰 草木灰
测得的 11 7
【分析交流】
(4)用熟石灰改良此土壤时,需要注意的是 (写一条)。
任务五:探究土壤改良
【调查咨询】
(5)近年来,我国应用微生物菌肥、生物有机肥、秸秆还田等方式,改良土壤酸碱性。改良土壤酸碱性在农业生产中的重要意义是 (写一条)。
11.某中学实验小组模拟研究盐碱地土壤的组成。
【查阅资料】①盐碱地的土壤中可能含有的物质:Na2CO3、NaCl、CaCl2、Na2SO4;
②氯化钙溶液和硫酸钠溶液呈中性。
【实验】按照如图方式获得土壤浸出液a。
【探究1】土壤的酸碱性
(1)向滤液a中加入酚酞,酚酞变红色,根据农作物最适宜生长的土壤pH范围如表。则该土壤比较适合种植的下列农作物是 。
农作物 茶树 油菜 小麦 萝卜
土壤pH 5.0~5.5 5.8~6.7 6.0~7.0 7.2~7.5
【探究2】土壤成分研究
(2)小明取少量滤液a加入适量稀盐酸,观察到有气泡冒出,推测滤液中一定不含有 (填化学式)。
(3)小亮另取少量滤液a,加入适量BaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成。他得出结论:滤液a中含有Na2SO4.同学们认为小亮的结论不严谨,理由是 (化学方程式表示)。
(4)为进一步确定土壤成分,实验小组又进行如下实验:
①再取滤液a加入足量的稀硝酸,产生气体和溶液b;
②向溶液b中加入足量的硝酸钡,产生白色沉淀A和溶液c;
③在溶液c中加入硝酸银溶液,得到白色沉淀B;
综合以上推断:土壤中除含有Na2CO3外,一定还含有 (填化学式)。
【探究3】拓展应用
(5)土壤中含Na2CO3对农作物的危害很大,可以向土壤中加入适量的___________(填序号),减轻Na2CO3对植被的危害。
A.熟石灰 B.食盐 C.氯化钙
拓展培优
12.化学小组开展“探究校园实验田土壤酸碱性对植物生长的影响”实践活动。
任务一:测定土壤酸碱性
(1)采集土壤样品,制取土壤浸出液,取1-2mL加入试管中,滴加紫色石蕊试液,观察到溶液变成红色,说明土壤样品呈 (填“酸性”“中性”或“碱性”)。
任务二:调查原因
(2)微生物分解产生有机酸(含乙酸)会导致土壤出现上述现象,已知乙酸(CH3COOH)溶液具有与盐酸相似的化学性质,依据是乙酸能在水溶液中解离出 (写离子符号),验证乙酸溶液呈酸性的方法是,取少量乙酸溶液于试管中,加入 (酸碱指示剂和pH试纸除外),可观察到的现象为 。
任务三:探究不同酸碱性的土壤对植物生长的影响
(3)同学们选择绿豆芽和大蒜苗进行实验。每天测定绿豆苗和大蒜苗生在不同土壤培养液中生长长度的数据,并将数据绘制图像如图。分析图像,得出的结论为 。
(4)设计实验方案需考虑以下三点:①需选取生长周期较短的植物;②需控制 这一单一变量;③需明确评判植物生长差异的具体指标。
任务四:改良土壤的酸碱性
(5)为使土壤的pH在7左右,可用 改良该校园实验田土壤。
13.土豆的营养价值高、产量大,是我国第四大粮食作物。当土地出现盐碱化程度高、土壤板结的现象时,会对土豆的生长不利。兴趣小组在老师的带领下进行如下项目式学习。
活动一;测定土壤的酸碱度
【查阅资料】
种植土豆最适宜的土壤pH是4.8~5.5。
兴趣小组同学走访了当地规划的土豆种植园区,收集土壤样品并提前测定土壤的酸碱度。
(1)操作1中搅拌的目的是 。
(2)同学们取少量滤液,用pH计测得滤液的pH为7.4,则该土壤 (填“适宜”或“不适宜”)种植土豆。
活动二:探究土壤盐碱化的成因
土壤盐碱化可能由Na2CO3、Na2SO4中的一种或两种引起。老师提供了盐碱化土壤样品的浸出液。
【提出问题】
样品中的钠盐是什么?
【作出猜想】
猜想1:Na2CO3;猜想2:Na2SO4;猜想3:Na2CO3和Na2SO4。
【进行实验】
晓华和茜茜取少量浸出液分别加入试管中,进行如下实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
①晓华向试管中滴加少量BaCl2溶液 产生白色沉淀 猜想2成立
②茜茜向试管中滴加过量稀盐酸 有气泡产生 猜想1成立
【反思交流】
(3)小组同学讨论后,一致认为晓华和茜茜的结论都不严谨,理由是 。
(4)于是小组同学将实验①和实验②两试管中反应后的物质倒入同一烧杯,观察到 ,证明猜想1成立。
(5)两试管物质混合后发生反应的化学方程式为 (只写一个)。
活动三:改良土壤酸碱性
(6)小组同学上网查阅到改良土壤酸碱性的方法如下:
所用物质 改良原理
改良酸性土壤 熟石灰[Ca(OH)2]、草木灰(主要成分K2CO3)等 与土壤中的酸性物质反应
改良碱性土壤 硫酸亚铁(FeSO4)、硫酸铝[Al2(SO4)3]等 与土壤中的碱性物质反应
通过分析确定改良该地土壤使其适宜种植土豆,应选用的物质为 (填一种)。
14.学习小组开展“校园土壤的酸碱性对植物生长的影响及改良”的跨学科实践活动。
表1:土壤酸碱性分类 表2:土壤酸碱性测定方法
土壤类型 强酸性 酸性 中性 碱性 强碱性 观察法、酸碱指示剂法、pH试纸法、pH计法等
pH <5 5.0﹣6.5 6.5﹣7.5 7.5﹣8.5 >8.5
表3:农作物适宜生长的pH范围
韭菜5.9-7.5 葡萄6.3-7.5 芹菜6.3-7.6 樱桃5.6-7.0
【活动一】测定校园土壤的酸碱性和pH
(1)取校园空地4份土样,干燥后分别与自来水按2∶5的质量比混合,操作如下图所示。测得四份土样的pH分别为5.6、6.2、5.6、5.7。请指出该实验中不够严密的操作 (写一点)。
(2)用pH试纸测定时,首先应将pH试纸放在干净的白瓷板, (填操作方法),然后将试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读出对应的pH。
(3)据(1)中测定结果分析该土壤呈 (“酸”或“碱”)性,表3农作物中,适合在校园空地种植的是 。
【活动二】探究不同pH的土壤对植物生长的影响
(4)在其它条件相同、pH不同的溶液中,放置8粒大小相同的绿豆,通过观察绘制生长曲线图如图。绿豆最适宜生长的pH为 。
【活动三】调节土壤的pH,改良土壤。
(5)某工厂附近土壤含有超标的CaCl2。取100mL土壤浸出液样品于烧杯中,逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液,用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH,实验结果如图所示。
①该土壤属于 (填土壤类型名称),实验中曲线b点后平缓阶段,反应的化学方程式为 。
②若一亩土壤浸出液为10000L,理论上改良一亩土壤需要Na2CO3固体 kg。(实验所用Na2CO3溶液的密度近似看做1g/cm3)
答案和解析
◆任务一 测定土壤的酸碱性
1.查阅资料
测定土壤样品酸碱性的方法与实验室测定未知溶液酸碱性的方法略有不同。查阅资料得到相关操作如下:
2.测定土壤酸碱性
选取合适的土壤,如校园或农田等地,在不破坏环境的情况下,根据所查阅的资料设计实验,测定土壤的酸碱性。
◆任务二 探究植物生长适宜的pH
1.结合生物学的知识,或查阅资料,举例说明不同植物的生长对土壤酸碱性的要求,了解植物的生长特点,如生长环境、生长周期等。
植物名称 适宜生长的土壤pH范围 生长特点
小麦 6.5~7.5 适应性强,耐寒耐旱,生长周期通常为220~270天
茄子 6.0~7.5 一年生草本植物,需要适宜的昼夜温差,生长周期通常为60~100天
绿萝 5.5~6.5 喜湿热,喜散射光,生长周期较长,终年生长
…… …… ……
2.探究不同酸碱度对植物生长的影响
选择一种适合的植物,如小麦等,在不同pH的土壤中进行种植(或用溶液模拟相应环境进行栽培)实验,并制订观察和记录方案,如下:
【实验仪器及用品】烧杯、温度计、新鲜小麦种子、pH分别为5、6、7、8、10的营养液。
【实验方案】5只烧杯中盛有不同酸碱度的溶液各50 mL,做好标记,溶液中各放大小、生理状况一致的10粒种子,定时测定室内温度,在一周时间内(每天同一时间点)监测小麦种子的出苗情况(麦苗长度)。
日期 温度/℃ 不同pH溶液中麦苗长度/mm
pH=5 pH=6 pH=7 pH=8 pH=10
1天
2天
3天
4天
5天
6天
7天
通过实验探究说明土壤酸碱性对小麦生长的影响,确定其适宜生长的pH。
◆任务三 调查我国土壤酸碱性分布
1.我国土壤酸碱性的分布情况
我国土壤的pH大多在4.5~8.5,由南向北土壤pH逐渐增大,大致以长江为界,长江以南的土壤多为酸性或强酸性,而长江以北的土壤则多为中性或碱性,即“南酸北碱”。
2.地质、环境等条件对土壤酸碱性的影响
(1)地质的影响
土壤的酸碱性与成土母质密切相关。这是因为母质中矿物的化学组成直接决定了土壤形成初期的酸碱状态。地形地貌的不同也会影响土壤的酸碱度。例如,处于高坡地形部位的土壤,由于雨水冲刷和淋溶作用较强,往往导致其pH比低地的土壤要低……
(2)请同学们认真查阅资料,探索环境、气候、人类活动等因素对土壤酸碱性的影响。
◆任务四 制订土壤改良方案
1.目前我国主要使用的土壤酸碱性改良剂及使用的原因
土壤酸碱性 酸性土壤 碱性土壤
改良剂 熟石灰等 石膏、硫黄等
使用原因 在水溶液中显碱性,能减弱土壤的酸度,利于土壤结构的形成 在水溶液中显酸性,可降低土壤pH和碱化度,改善土壤结构
2.结合自己家乡农作物种植或家庭花卉种植的情况,初步制订改良土壤酸碱性的方案。
【展示与交流】
1.小组展示种植的植物,交流对植物生长与土壤酸碱性关系的认识和实践的体会。
2.撰写活动报告,以墙报、讲座或论文等形式进行交流。
即学即练
1.化学小组的同学进行“探究土壤酸碱性对蒜苗生长的影响”实践活动,同学们首先采集了校园劳动基地的土壤样品,制取了土壤浸出液,测定其酸碱性:取1~2mL土壤浸出液加入试管中,滴加紫色石蕊试液。
(1)将泥土加入水中,得到的是______
A.悬浊液 B.乳浊液 C.溶液 D.纯净物
(2)下列实验操作不正确的是______
A.取样 B.溶解 C.过滤 D.测酸碱性
(3)用广泛pH试纸测定土壤浸出液的酸碱度,操作或结论正确的是______(不定项)
A.用pH试纸直接蘸取待测液
B.把显色的pH试纸与标准比色卡对照读数
C.测定该土壤浸出液的pH为6.5
D.若使用润湿的pH试纸测定某酸性溶液的酸碱度时,测得结果会偏大
(4)观察到紫色石蕊变成 色,则土壤样品呈酸性。
(5)为探究土壤酸碱性对植物生长的影响,化学小组的同学选取12颗形态、质量相近的大蒜种子,分为3组进行实验,每组4颗。对照组为中性环境,实验组分别为酸性、碱性环境,在其他条件相同的条件下进行培育,观察五天内大蒜的生长情况,记录如下表所示。
日期 酸性环境 中性环境 碱性环境
第一天 2颗发芽,平均高度1.2 cm 3颗发芽,平均高度1.5 cm 2颗发芽,平均高度1.2 cm
第二天 4颗发芽,平均高度3.5 cm 3颗发芽,平均高度3.5 cm 3颗发芽,平均高度2.5 cm
第三天 平均高度6 cm 4颗发芽,平均高度5 cm 4颗发芽,平均高度8.8 cm
第四天 平均高度8.5 cm 平均高度7.2 cm 平均高度6.5 cm
第五天 平均高度10.5 cm 平均高度9.2 cm 平均高度8.5 cm
上述实验结果表明,大蒜在 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)环境中生长最快。
(6)在上述探究活动中用到的实验设计方法是 。
【答案】(1)A
(2)D
(3)BD
(4)红
(5)酸性
(6)对比实验
【详解】(1)泥土难溶于水,悬浮在水中,形成不均一、不稳定的混合物,属于悬浊液,故选A。
(2)A、取土壤药品时,瓶塞取下后要倒放在实验台上,用药匙取一定量的药品,不符合题意;
B、溶解土壤时,玻璃棒不断搅拌,可加速溶解,不符合题意;
C、过滤遵循“一贴二低三靠”,不符合题意;
D、胶头滴管滴加液体,要垂直悬空滴加,不能伸入试管内,符合题意;
故选D。
(3)A、用pH试纸测定未知溶液的pH时,正确的操作方法为取一片pH试纸放在玻璃片或白瓷板上,用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡对比来确定pH.不能将pH试纸伸入待测液中,以免污染待测液,不符合题意;
B、用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡对比来确定pH,符合题意;
C、用pH试纸测得数值都是整数,不是小数,不符合题意;
D、若使用润湿的pH试纸测定某酸性溶液的酸碱度时,酸性减弱,pH值偏大,符合题意;
故选:BD。
(4)该土壤呈酸性, 酸性溶液能使紫色石蕊溶液变红;
(5) 通过对比实验可知,大蒜在酸性环境中生长最快;
(6)实验中设置了对照组和实验组,属于对比实验。
考点一 探究土壤酸碱性对植物生长的影响
【例1】化学兴趣小组对当地的土壤样本进行了探究。
【实验探究】
任务一:测定土壤酸碱性
(1)选取一定量的土壤样本加入足量蒸馏水,充分搅拌后静置,过滤后得到土壤浸出液。下列实验操作不规范的是______。
A.加入土壤样品 B.加入蒸馏水
C.测溶液酸碱性 D.测溶液酸碱度
任务二:探究土壤中钠盐的主要成分
当地年降水量少且蒸发量大,使土壤中较多的可溶性钠盐化合物随水分蒸发而析出。当土壤含盐量较高时,一般含有较多的氯化钠,可能含有碳酸钠。
(2)小组同学为检验土壤样本是否含有碳酸钠(假设不含硫酸钠),进行如下实验。
实验方法 实验现象 实验结论
方法1:取少量土壤浸出液于试管中,滴加适量的 有气泡产生 含有碳酸钠
方法2:取少量土壤浸出液于试管中,滴加适量的氯化钙溶液
(3)探究表明,该土壤含有碳酸钠,显 (选填“酸性”“中性”“碱性”)。该土壤适合种植表中的作物有 (填字母)。
作物 A.茶树 B.樱桃 C.甘草
适宜的土壤pH 4.5~5.5 5.6~7.0 7.2~8.5
【答案】(1)BD
(2) 稀盐酸/稀硫酸 白色沉淀产生
(3) 碱性 C
【详解】(1)A、用药匙或纸槽将土壤样品送入试管底部,操作规范,不符合题意。
B、向装有土壤样品的试管中倾倒蒸馏水,瓶塞倒放,标签向手心,瓶口紧挨试管口,图中操作瓶塞没有倒放,标签没有向手心,操作不规范,符合题意。
C、使用胶头滴管滴加少量液体时,注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁,应垂直悬空在试管口上方滴加液体,防止污染胶头滴管,石蕊试液遇酸性溶液呈红色,遇中性溶液呈紫色,遇碱性溶液呈蓝色。能测得溶液的酸碱性,该操作规范,不符合题意。
D、用 pH 试纸测定溶液酸碱度时,将 pH 试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液滴在 pH 试纸上,与标准比色卡对比。该操作中将pH试纸用蒸馏水润湿后使用的,会把溶液给稀释了,实验操作不规范,符合题意。
故选BD。
(2)方法 1:检验碳酸钠,可利用碳酸钠与酸反应产生二氧化碳气体的性质,所以取少量土壤浸出液于试管中,滴加适量的稀盐酸(或稀硫酸等酸溶液),若有气泡产生,说明含有碳酸钠(题中假设不含硫酸钠)。
方法 2:碳酸钠能与氯化钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀,所以实验现象是有白色沉淀产生。
(3)碳酸钠溶液显碱性,所以该土壤含有碳酸钠,显 碱性。
A、茶树适宜在酸性土壤(pH为4.5 5.5)中生长,不符合题意;
B、樱桃适宜在接近中性的土壤(pH为5.6 7.0)中生长,不符合题意;
C、甘草适宜在碱性土壤(pH为7.2 8.5)中生长,该土壤显碱性,所以适合种植甘草,符合题意。
故选 C。
【变式1-1】兴趣小组进行跨学科实践活动——探究土壤酸碱性对绣球花颜色的影响。
任务一:探究调控绣球花变色措施
【查阅资料】①绣球花从土壤中吸收铝盐与色素作用,花瓣呈现蓝色;土壤中铝盐不足时,花瓣呈现粉色、红色等颜色。土壤的酸碱度影响其铝盐的含量,当土壤pH为4.5~6时,绣球花为最艳丽的蓝色。②氢氧化铝不溶于水。
小组同学根据资料确定绣球花调色措施:
(1)调蓝:向土壤中施加铝盐,铝盐的溶解性应为 。如果再施加酸性物质使土壤pH为4.5~6。能实现绣球花呈最艳丽的蓝色。
(2)调红:向土壤中施加碱性物质使铝盐生成 。
任务二:筛选合适的调色试剂
小组同学选择了硫酸铝作调蓝试剂,白醋(主要成分为醋酸)作为土壤酸化试剂。白醋中的在水溶液中能解离出和,可以中和土壤中的碱性物质。
(3)因NaOH碱性强、有强腐蚀性,调红时,稍有不慎就会造成绣球花死亡,故小组同学选用石灰乳或纯碱溶液作为调红试剂,但二者不能混合施用,原因是 。
任务三:制备用于调蓝的硫酸铝溶液
【查阅资料】①硫酸铝水溶液呈无色。②工业上制备硫酸铝常用的原料是铝土矿(主要成分为,还含有及不溶于稀硫酸的)。③过量的铝粉与硫酸铁溶液反应的化学方程式是。
【设计并实施实验】
(4)兴趣小组以铝土矿为原料,在实验室制取硫酸铝。
实验操作 实验现象 结论及解释
步骤Ⅰ、取20 g铝土矿加入锥形瓶中,向其中加入过量的稀硫酸,充分反应后过滤,得到滤液a和滤渣() 滤液a呈黄色 、能与稀硫酸反应。与稀硫酸反应的化学方程式是
步骤Ⅱ、向滤液a中加入过量 ,充分反应后过滤,得滤液b 有黑色固体析出; ; 滤液b为硫酸铝溶液
【反思评价】
(5)在用熟石灰调红时,不能与铵态氮肥一起施用。其原因是①释放出氨气,使肥效降低;② ,影响调红效果。
【答案】(1)易溶
(2)氢氧化铝
(3)石灰乳的主要成分是氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应会产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠
(4) 铝粉 溶液由黄色变为无色 产生气泡
(5)若和铵态氮肥使用,氢氧根离子被消耗,不能吸收铝离子
【详解】(1)向土壤中施加铝盐,铝离子被植物根系吸收,则铝盐的溶解性应为易溶;
(2)盐中含有铝离子,与碱性物质中的氢氧根离子结合产生氢氧化铝沉淀;
(3)石灰乳的主要成分是氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应会产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠,故不能混合使用;
(4)氧化铁和稀硫酸反应的化学方程式为,滤液a中含有氧化铁和稀硫酸反应的产物硫酸铁、过量的硫酸、氧化铝和稀硫酸反应的产物硫酸铝;
结论中得到了硫酸铝溶液(滤液b),根据查阅资料可知,可以加入过量的铝粉(铝和硫酸铁反应生成硫酸铝和铁、铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气);
铝和硫酸铁反应产生硫酸铝和铁,现象为有黑色固体析出、溶液由黄色变为无色;
铝和稀硫酸反应产生硫酸铝和氢气,现象为产生气泡;
(5)土壤中铝盐不足时,花瓣呈现粉色、红色等颜色,要用氢氧化钙中的氢氧根离子和铝离子结合,从而降低铝盐的含量,用来调红,若和铵态氮肥一起使用,氢氧根离子被消耗,不能吸收铝离子,影响调红效果。
【变式1-2】某化学小组开展“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”的跨学科实践活动,请你和他们一起参与。
任务一:测定土壤的酸碱性
(1)取少量土样于烧杯中,加入10 mL蒸馏水,充分搅拌后静置,澄清后 。
(2)用 (填一种玻璃仪器)分别蘸取少量滤液滴加到精密pH试纸上,试纸显色后与 对照读数。
任务二:探究植物生长适宜的pH
模拟土壤酸碱性对植物生长的影响。取5只烧杯,分别倒入pH为5、6、7、8、9的溶液各50 mL,向其中各放入3粒绿豆,一周后全部发芽,测量芽长。
pH 5 6 7 8 9
芽长 3~4 mm 3~5 mm 5~6 mm 5~6 mm 3~5 mm
(3)由表中信息可知,最适宜绿豆种子萌发和生长的溶液pH的范围是______(填字母)。
A.5~6 B.6~7 C.7~8 D.8~9
任务三:调查我国土壤酸碱性分布
(4)我国的土壤呈现南酸北碱的状况,南方的农民用淡水冲洗以降低土壤的酸性。下列图像符合冲洗过程酸碱变化曲线的是______。
A.B.C.D.
任务四:制订土壤改良方案
(5)硫酸亚铁、硫酸铵和磷酸二氢钾溶液呈酸性,可以改良 土壤;熟石灰可以改良 土壤。苛性钠 (填“能”或“不能”)用于改良酸性土壤,理由是 。
【答案】(1)过滤
(2) 玻璃棒 标准比色卡
(3)C
(4)B
(5) 碱性 酸性 不能 苛性钠具有强腐蚀性
【详解】(1)土壤加水搅拌后静置,澄清后过滤(取上层清液或过滤得到滤液)。
(2)用玻璃棒蘸取滤液滴到精密pH试纸上。试纸显色后与标准比色卡对照读数。
(3)表中pH=7和pH=8 时芽长5~6 mm,最长,所以最适宜范围是7~8。故选C。
(4)南方的土壤酸性强,用淡水冲洗降低酸性,即pH会逐渐增大(酸性减弱),趋向中性(但不会明显超过7,因为是淡水冲洗,不是加碱)。图像应该是pH从低(酸性)逐渐升高,最后接近中性7左右,趋于平缓。从选项看,应该是pH 随时间增加而上升的曲线(起点低于7,终点接近7)。故选B。
(5)硫酸亚铁、硫酸铵、磷酸二氢钾溶液呈酸性,可改良碱性土壤。熟石灰可改良酸性土壤。苛性钠()虽然碱性很强,但不能用于改良酸性土壤,因为腐蚀性强,价格高,会使土壤板结,对作物和微生物有害。
【变式1-3】土豆营养价值高、产量大,是我国主要粮食作物之一,当土地出现盐碱化程度高、土壤板结现象时,会对土豆生长不利。兴趣小组在老师的带领下进行如下项目式学习。
活动一:测定土壤的酸碱度
【查阅资料】种植土豆最适宜的土壤pH是5.5-6.5。
兴趣小组同学走访了当地的种植园区,收集土壤样品并提前测定土壤的酸碱度。
(1)同学们取少量滤液,用pH计测得滤液的pH为7.4,则该土壤 (填“适宜”或“不适宜”)种植土豆。
活动二:探究土壤盐碱化的成因
【查阅资料】土壤盐碱化可能由Na2CO3、Na2SO4中的一种或两种引起。老师提供了盐碱化土壤样品的浸出液。
下表列出了20℃时“部分盐的溶解性”
Cl- CO SO
Na+ 溶 溶 溶
Ba2+ 溶 不 不
【提出问题】样品中的钠盐是什么?
【作出猜想】猜想1:Na2CO3;猜想2:Na2SO4;猜想3:Na2CO3和Na2SO4。
【进行实验】小丽和小张分别取少量浸出液加入试管中,进行如下实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
①小丽向试管中滴加少量 BaCl2溶液 产生白色沉淀 猜想 2 成立
②小张向试管中滴加过量稀盐酸 有气泡产生 猜想 1 成立
【反思交流】
(2)小组同学讨论后,一致认为小丽和小张的结论都不严谨,理由是 。
(3)于是小组同学将实验①和实验②两试管中反应后的物质倒入同一烧杯,观察到 ,证明猜想 1 成立。
(4)两试管物质混合后发生反应的化学方程式 (只写一个)。
活动三:改良土壤酸碱性
小组同学上网查阅到改良土壤酸碱性的方法如下:
待改良土壤 所用物质 改良原理
酸性土壤 熟石灰[Ca(OH)2]、草木灰(主要成分K2CO3)等 与土壤中的酸性物质反应
碱性土壤 硫酸亚铁(FeSO4)、硫酸铝[Al2(SO4)3]等 与土壤中的碱性物质反应
(5)通过分析确定改良该地土壤使其适宜种植土豆,应选用的物质为 (填一种)。
【答案】(1)不适宜
(2)小丽加入BaCl2溶液,和都能与之反应产生白色沉淀,无法证明只有Na2SO4;小张加入稀盐酸,仅能证明有Na2CO3,但无法排除Na2SO4的存在
(3)沉淀全部溶解,产生气泡
(4)/
(5)硫酸亚铁/硫酸铝
【详解】(1)种植土豆最适宜的土壤pH是5.5-6.5,而该土壤滤液pH为7.4,超出适宜范围,因此不适宜种植土豆。
(2)小丽加入BaCl2溶液,(与Ba2+生成BaCO3白色沉淀)和(与Ba2+生成BaSO4白色沉淀)都能与之反应产生白色沉淀,无法证明只有Na2SO4;
小张加入稀盐酸,仅能证明有Na2CO3(与稀盐酸反应产生二氧化碳气体),但无法排除Na2SO4的存在。
(3)若猜想1成立(只有Na2CO3),实验①生成的BaCO3沉淀会与实验②过量的稀盐酸反应,沉淀全部溶解,产生气泡;若有Na2SO4,BaSO4沉淀不溶于酸,会有沉淀剩余。
(4)实验①生成的BaCO3与实验②过量的稀盐酸反应,或未反应的Na2CO3与稀盐酸反应,化学方程式为(或)。
(5)该土壤pH为7.4,呈碱性,需用酸性物质改良,根据资料,可选用硫酸亚铁(FeSO4)或硫酸铝[Al2(SO4)3]。
基础达标
1.某兴趣小组探究土壤酸碱性对植物生长的影响时,测得常温下四种不同土壤的pH如下,其中显碱性的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A、pH>7的溶液显碱性,则pH=8的溶液显碱性,该选项符合题意;
B、pH=7的溶液显中性,该选项不符合题意;
C、pH<7的溶液显酸性,则pH=6的溶液显酸性,该选项不符合题意;
D、pH=5的溶液显酸性,该选项不符合题意。
故选A。
2.农作物的生长需要适宜的酸碱性土壤,某同学在实验室中测量土壤样品酸碱度,下列操作正确的是
A.溶解土壤样品 B.过滤出浸出液
C.检验酸碱性 D.测定酸碱度
【答案】B
【详解】A、溶解土壤样品应在烧杯中进行,不能在量筒内搅拌(量筒仅用于量取液体体积,搅拌易损坏量筒),此选项错误;
B、过滤时应使用玻璃棒引流,且漏斗下端需紧贴烧杯内壁(防止液体溅出),此选项正确;
C、检验溶液酸碱性时,可将紫色石蕊试液滴入土壤浸出液中,根据颜色变化判断酸碱性,但胶头滴管应竖直悬空于试管上,进行滴加液体,此选项错误;
D、测定酸碱度需用干燥的pH试纸,湿润的试纸会稀释溶液,导致测量结果不准确,此选项错误。
故选:B。
3.在“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”实践活动中,下列说法错误的是
A.可以用pH试纸测定土壤浸出液的酸碱度 B.不同植物适宜生长的土壤酸碱度范围不同
C.可以通过调节土壤酸碱度促进植物生长 D.向酸性土壤中加入氢氧化钠改良土壤的酸碱度
【答案】D
【详解】A、pH试纸是一种常用的酸碱指示剂,能通过颜色变化快速测定溶液的pH值(酸碱度)。土壤浸出液是土壤与水混合后过滤得到的液体,属于溶液,因此可以用pH试纸测定其酸碱度。A正确。
B、植物生长受土壤pH值影响,不同植物对酸碱度的适应性不同。B正确。
C、调节土壤酸碱度是常见农业实践。例如,向酸性土壤加入熟石灰(氢氧化钙)中和酸性,C正确。
D、氢氧化钠(NaOH)是强碱,虽能中和酸性土壤,但腐蚀性强,易破坏土壤结构、伤害微生物,且可能导致土壤pH值急剧变化,对植物生长有害。D错误。
故选D。
4.测定土壤酸碱性实验中,下列操作正确的是
A.取样B.取水C.溶解D.测pH
【答案】C
【详解】A、取用固体药品应选择药匙,且取用药品时瓶塞应倒放,图中操作错误,不符合题意;
B、倾倒液体时,瓶塞应倒放,瓶口应紧挨量筒口,标签应朝向手心处,图中标签未朝向手心处,不符合题意;
C、溶解时,应用玻璃棒不断搅拌,加速溶解,图中操作正确,符合题意;
D、测定溶液的pH:用洁净、干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸上,观察颜色的变化,然后与标准比色卡对照,不能将pH试纸直接伸入溶液中,否则会污染待测液,不符合题意。
故选C。
5.学习小组开展“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”实践活动。下列有关说法正确的是
A.将土壤加入水中能形成土壤溶液 B.可用酸碱指示剂测定土壤浸出液的pH
C.我国土壤的分布趋势为“南碱北酸” D.酸性土壤可用熟石灰改良
【答案】D
【详解】A、将土壤加入水中,土壤中的可溶性物质会溶解形成溶液,但土壤中同时含有大量不溶性颗粒(如砂砾、黏土),直接混合会形成悬浊液而非均一的溶液。需过滤后才能得到土壤浸出液(溶液)。错误;
B、酸碱指示剂(如石蕊、酚酞)只能判断溶液的酸碱性(如酸性、中性或碱性),无法测定具体pH值。测定pH需使用pH试纸或pH计。错误;
C、我国土壤分布趋势为“南酸北碱”。南方雨水多,酸性物质积累,土壤偏酸性;北方雨水少,碱性物质不易流失,土壤偏碱性。错误;
D、熟石灰(氢氧化钙)呈碱性,能与酸性土壤中的酸性物质发生反应,降低土壤酸性。正确;
故选D。
6.在“测定土壤的酸碱性”实验中,下列实验操作不规范的是
A.土壤溶解 B.取土壤清液 C.测酸碱性 D.测土壤液的pH
【答案】C
【详解】A、溶解在烧杯中进行,用玻璃棒不断地搅拌,图中所示操作正确;
B、静置足够长的时间,然后用慢慢倾倒的方法,可取出上层清液,倾倒时试管倾斜、烧杯口紧挨试管口,图中所示操作正确;
C、使用胶头滴管滴加少量液体的操作,注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁,应垂直悬空在试管口上方滴加液体,防止污染胶头滴管,图中所示操作错误;
D、用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作方法为在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用洁净、干燥的玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH,图中所示操作正确。
故选C。
7.某兴趣小组测定了某地茶园土壤的酸碱性并提出改良方案。
查阅资料:茶树最适宜生长在pH为5.0-5.5的土壤中
【任务一】测定土壤酸碱性
(1)将土壤样品与蒸馏水按1:5的质量比在烧杯中混合,充分搅拌后静置,测得上层清液的pH为4.用pH试纸测定该溶液pH的操作是:在玻璃片上放一小片pH试纸, 。
【任务二】调查土壤呈酸性的原因
(2)经调查发现,长期过量施用一些氮肥是土壤呈酸性的原因之一。请写出一种氮肥的化学式 ;
【任务三】改良土壤酸碱性
(3)小明同学认为往土壤中加入适量 ,可中和其酸性。写出其与酸(以硫酸为例)反应的化学方程式 。
(4)农业上常用白云石粉改良土壤酸碱性。为研究白云石粉掩埋深度对土壤酸碱性的影响,该小组在同一块土地的三个不同区域开展实验。50天后,测得等量白云石粉掩埋深度与土壤pH的关系如图所示。根据图中信息,你认为茶农将白云石粉掩埋的最适宜深度是_____(填字母序号)。
A.0~10cm B.10~20cm C.20~30cm
【答案】(1)用玻璃棒蘸取少量上层清液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡比对
(2)NH4Cl等
(3) 熟石灰
(4)B
【详解】(1)用pH试纸测定未知溶液的pH时,正确的操作方法为:在玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡对比来确定pH;
(2)只含氮、磷、钾三种元素中氮元素的肥料是氮肥,常见的氮肥有NH4Cl等;
(3)往土壤中加入适量熟石灰,可中和其酸性;氢氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙和水,反应的化学方程式为:;
(4)根据资料可知,茶树最适宜生长在pH为5.0~5.5的土壤中,所以茶农将白云石粉掩埋的最适宜深度是10~20cm,此时土壤pH最接近5,故选:B。
综合应用
8.棉花是我国重要的经济作物之一,棉田土壤的酸碱性会对棉花品质产生重要影响。
某兴趣小组测定某地棉田土壤的酸碱性并提出改良方案。
查阅资料:棉花最适宜生长在pH为6.0-6.8的土壤中。
【任务一】测定土壤酸碱性:
(1)将土壤样品与蒸馏水按1:5的质量比在烧杯中混合,充分搅拌后静置,测得上层清液的pH为4。用pH试纸测定该溶液pH:实验操作是在玻璃片上放一小片pH试纸, 。
【任务二】调查土壤呈酸性的原因:
(2)经调查发现,煤燃烧产生的二氧化硫气体排放到空气中,与大气中的水发生化学反应,生成酸雨,酸雨是土壤呈酸性的原因之一。向含二氧化硫的工业废气中喷洒石灰浆可有效吸收二氧化硫,生成亚硫酸钙,反应的化学方程式为 。
【任务三】改良土壤酸碱性:
(3)某同学认为将适量熟石灰加入土壤,可中和其酸性。写出熟石灰与酸(以硫酸为例)反应的化学方程式 。
(4)农业上常用白云石粉[白云石是碳酸盐矿物,化学成分为]改良土壤酸碱性。为研究白云石粉掩埋深度对土壤酸碱性的影响,该小组在同一块棉田的三个不同区域开展实验。50天后,测得等量白云石粉掩埋深度与土壤pH的关系如图所示。根据图中信息,将白云石粉掩埋的最适宜深度是________(填字母序号)。
A.0~10 cm B.10~20 cm C.20~30 cm
【答案】(1)玻璃棒蘸取上层清液滴在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出溶液的pH
(2)
(3)
(4)C
【详解】(1)用pH试纸测定溶液pH的操作是:在玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取上层清液滴在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出溶液的pH。
(2)二氧化硫与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和水,化学方程式为。
(3)熟石灰(氢氧化钙)与硫酸反应生成硫酸钙和水,化学方程式为。
(4)棉花最适宜生长在pH为6.0~6.8的土壤中,由图可知,掩埋深度为20~30cm时,土壤pH在适宜范围内,故最适宜深度是C。
9.兴趣小组以“土壤酸碱性形成原因以及对植物生长的影响”为主题开展了项目式研究。
【任务一】测定土壤的酸碱度及对作物的影响
取我市3份不同地方土样,干燥后分别与自来水按2∶5的质量比混合,操作如下图所示。测得三个土样的pH分别为5.1、5.2、5.3.
(1)请指出该实验中不够严密的操作 (写一点)。
(2)模拟不同酸碱度土壤对植物生长的影响:项目小组分别在5个烧杯中倒入不同pH溶液50mL,保持其他条件一致,放入8粒大小一样的绿豆,观察记录,数据如图。由图可知,土壤pH= 时,绿豆生长状况最好。
【任务二】酸性土壤形成的原因及改良
(3)长期施用一些化肥会造成土壤酸化或工业污染导致的酸雨也会导致土壤酸化,农业上可以施加 来改良酸性土壤。
(4)用适量的石灰石粉末()改良上述土壤的原理如下图:
说明石灰石中的把土壤颗粒上吸附的 (填离子符号)交换下来。
【答案】(1)使用自来水配制
(2)8
(3)Ca(OH)2或熟石灰
(4)Al3+
【详解】(1) 该实验中使用自来水配制,自来水中除了水,还含有其它杂质,可能对检验结果产生影响,应选择蒸馏水,故该实验中不够严密的操作为使用自来水配制;
(2)由图可知,在相同条件下,pH=8时,绿豆芽的长度最长,说明土壤pH=8时,绿豆生长状况最好;
(3)农业上可以施加熟石灰(或氢氧化钙,Ca(OH)2)来改良酸性土壤,因为氢氧化钙属于碱,能与酸发生中和反应;
(4)由图可知,钙离子把土壤颗粒上吸附的Al3+交换下来,其它离子不变;
10.某校实践小组的同学在老师的帮助下,对洞庭湖平原地区土壤的酸碱度、土壤成分及土壤改良措施等产生了浓厚兴趣,并展开了项目化科学探究。
任务一:测定土壤酸碱度
【实验准备】在洞庭湖平原土壤中取样。将样品与蒸馏水按1:4的质量比在烧杯内混合,充分搅拌后,静置。
【进行实验】
(1)测液体的酸碱度:操作是 ,测得,说明土壤呈 性。
任务二:探究适合生长的植物
【信息检索】下表为几种经济作物生长最适宜的范围。
作物 茶树 水稻 甘蔗 大豆
5.0~5.5 6.0~7.0 6.5~8.0 7.0~7.5
【小组交流】
(2)洞庭湖平原土壤适宜种植的作物是 。
任务三:探究土壤成分
【调查咨询】同学们向专业人员咨询土壤酸碱度的成因,了解到洞庭湖平原土壤呈酸性除了气候因素和成土母质等自然原因外,还与长期大量使用氯化铵等酸性肥料有关。
【猜想假设】该土壤中可能含有氯化铵。
【进行实验】
(3)
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量土壤样品,向其中加入少量熟石灰,混合、研磨 产生有刺激性气味的气体 土壤中含有铵根离子
②取少量任务一中的土壤样品浸出液,向其中滴加 产生白色沉淀 土壤中含有氯离子
任务四:选择土壤改良剂
【查阅资料】酸性土壤的改良可以施用生石灰、熟石灰、草木灰(主要成分为)等。
【进行实验】同学们取两份土壤样品各,分别加入不同的改良剂和左右的水,充分搅拌后静置,测上层清液的,得到下表结果。
加入的改良剂 熟石灰 草木灰
测得的 11 7
【分析交流】
(4)用熟石灰改良此土壤时,需要注意的是 (写一条)。
任务五:探究土壤改良
【调查咨询】
(5)近年来,我国应用微生物菌肥、生物有机肥、秸秆还田等方式,改良土壤酸碱性。改良土壤酸碱性在农业生产中的重要意义是 (写一条)。
【答案】(1) 用干燥、洁净的玻璃棒蘸取上层清液滴在试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出该溶液的 酸
(2)水稻
(3)溶液和稀硝酸
(4)控制加入熟石灰的量
(5)为农作物生长提供适宜的土壤环境,利于农作物生长(答案合理即可)
【详解】(1)使用试纸测定溶液酸碱度的正确操作步骤是:用干燥、洁净的玻璃棒蘸取上层清液滴在试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出该溶液的;的溶液呈酸性,已知测得,所以土壤呈酸性。
(2)洞庭湖平原土壤,根据几种经济作物生长最适宜的范围,只有水稻适宜生长的范围(6.0 7.0)包含该土壤的情况,所以适宜种植水稻。
(3)根据实验结论土壤中含有氯化铵,实验现象为产生白色沉淀,氯离子能与银离子反应生成氯化银白色沉淀,则取少量任务一中的土壤样品浸出液,向其中滴加硝酸银溶液和稀硝酸,观察到产生白色沉淀,说明土壤中含有氯离子。
(4)由表格信息可知,加入相同质量的熟石灰和草木灰改良后,加入熟石灰的土壤过大,故用熟石灰改良此土壤时,需要注意的是控制加入熟石灰的量,故填:控制加入熟石灰的量;
(5)不同农作物适宜生长的土壤酸碱度不同,改良土壤酸碱性为农作物生长提供适宜的土壤环境,利于农作物生长。
11.某中学实验小组模拟研究盐碱地土壤的组成。
【查阅资料】①盐碱地的土壤中可能含有的物质:Na2CO3、NaCl、CaCl2、Na2SO4;
②氯化钙溶液和硫酸钠溶液呈中性。
【实验】按照如图方式获得土壤浸出液a。
【探究1】土壤的酸碱性
(1)向滤液a中加入酚酞,酚酞变红色,根据农作物最适宜生长的土壤pH范围如表。则该土壤比较适合种植的下列农作物是 。
农作物 茶树 油菜 小麦 萝卜
土壤pH 5.0~5.5 5.8~6.7 6.0~7.0 7.2~7.5
【探究2】土壤成分研究
(2)小明取少量滤液a加入适量稀盐酸,观察到有气泡冒出,推测滤液中一定不含有 (填化学式)。
(3)小亮另取少量滤液a,加入适量BaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成。他得出结论:滤液a中含有Na2SO4.同学们认为小亮的结论不严谨,理由是 (化学方程式表示)。
(4)为进一步确定土壤成分,实验小组又进行如下实验:
①再取滤液a加入足量的稀硝酸,产生气体和溶液b;
②向溶液b中加入足量的硝酸钡,产生白色沉淀A和溶液c;
③在溶液c中加入硝酸银溶液,得到白色沉淀B;
综合以上推断:土壤中除含有Na2CO3外,一定还含有 (填化学式)。
【探究3】拓展应用
(5)土壤中含Na2CO3对农作物的危害很大,可以向土壤中加入适量的___________(填序号),减轻Na2CO3对植被的危害。
A.熟石灰 B.食盐 C.氯化钙
【答案】(1)萝卜
(2)CaCl2
(3)
(4)Na2SO4、NaCl
(5)C
【详解】(1)酸性溶液pH<7,碱性溶液pH>7,中性溶液pH=7,向滤液a中加入酚酞,酚酞变红色,说明土壤显碱性,pH>7,下列作物中萝卜适应的土壤的pH范围为,适合在弱碱性土壤中生长,故填萝卜;
(2)小明取少量滤液a,加入适量稀盐酸,观察到有气泡生成,则滤液a中含有碳酸钠,没有氯化钙,因为氯化钙能与碳酸钠反应,不能共存;故填:CaCl2;
(3)氯化钡和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠,所以加入适量BaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成,不能证明滤液中一定含有硫酸钠,反应的化学方程式:;
(4)①碳酸钠和稀硝酸反应生成硝酸钠、水和二氧化碳,再取滤液a加入足量的稀硝酸,产生气体和溶液b;溶液b中一定存在硝酸钠;
②硝酸钡与硫酸钠反应生成白色沉淀硫酸钡和硝酸钠,向溶液b中加入足量的硝酸钡,产生白色沉淀A和溶液c,原溶液中一定存在硫酸钠;
③氯化钠和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银和硝酸钠,在溶液c中加入硝酸银溶液,得到白色沉淀B,原溶液中一定存在氯化钠。综合以上推断:土壤中除含有Na2CO3外,一定还含有Na2SO4、NaCl;
(5)①熟石灰与碳酸钠反应生成碱性更强的氢氧化钠,不符合题意;
②食盐中的氯化钠不能与碳酸钠反应,不能除去碳酸钠,不符合题意;
③碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠,可以减轻Na2CO3对农作物的危害,符合题意。
故选C。
拓展培优
12.化学小组开展“探究校园实验田土壤酸碱性对植物生长的影响”实践活动。
任务一:测定土壤酸碱性
(1)采集土壤样品,制取土壤浸出液,取1-2mL加入试管中,滴加紫色石蕊试液,观察到溶液变成红色,说明土壤样品呈 (填“酸性”“中性”或“碱性”)。
任务二:调查原因
(2)微生物分解产生有机酸(含乙酸)会导致土壤出现上述现象,已知乙酸(CH3COOH)溶液具有与盐酸相似的化学性质,依据是乙酸能在水溶液中解离出 (写离子符号),验证乙酸溶液呈酸性的方法是,取少量乙酸溶液于试管中,加入 (酸碱指示剂和pH试纸除外),可观察到的现象为 。
任务三:探究不同酸碱性的土壤对植物生长的影响
(3)同学们选择绿豆芽和大蒜苗进行实验。每天测定绿豆苗和大蒜苗生在不同土壤培养液中生长长度的数据,并将数据绘制图像如图。分析图像,得出的结论为 。
(4)设计实验方案需考虑以下三点:①需选取生长周期较短的植物;②需控制 这一单一变量;③需明确评判植物生长差异的具体指标。
任务四:改良土壤的酸碱性
(5)为使土壤的pH在7左右,可用 改良该校园实验田土壤。
【答案】(1)酸性
(2) H+ Na2CO3(合理即可) 有气泡产生
(3)不同植物在不同酸碱性土壤中的生长情况存在差异
(4)培养液的酸碱性
(5)熟石灰
【详解】(1)紫色石蕊试液遇酸性溶液变红,所以土壤样品呈酸性。
(2)乙酸具有与盐酸相似的化学性质,是因为能解离出H+;
验证其酸性可加入活泼金属(如锌粒)或碳酸盐(如Na2CO3),会观察到有气泡产生。
(3)从图像可看出,绿豆苗在碱性土壤中生长长度最长,大蒜苗在酸性土壤中生长长度最长,说明不同植物在不同酸碱性土壤中的生长情况存在差异。
(4)该实验探究不同酸碱性的土壤对植物生长的影响,所以需控制培养液的酸碱性这一单一变量,其他条件均相同。
(5)壤样品呈酸性,pH<7,熟石灰是碱性物质,可用于改良酸性土壤,使土壤pH接近7。
13.土豆的营养价值高、产量大,是我国第四大粮食作物。当土地出现盐碱化程度高、土壤板结的现象时,会对土豆的生长不利。兴趣小组在老师的带领下进行如下项目式学习。
活动一;测定土壤的酸碱度
【查阅资料】
种植土豆最适宜的土壤pH是4.8~5.5。
兴趣小组同学走访了当地规划的土豆种植园区,收集土壤样品并提前测定土壤的酸碱度。
(1)操作1中搅拌的目的是 。
(2)同学们取少量滤液,用pH计测得滤液的pH为7.4,则该土壤 (填“适宜”或“不适宜”)种植土豆。
活动二:探究土壤盐碱化的成因
土壤盐碱化可能由Na2CO3、Na2SO4中的一种或两种引起。老师提供了盐碱化土壤样品的浸出液。
【提出问题】
样品中的钠盐是什么?
【作出猜想】
猜想1:Na2CO3;猜想2:Na2SO4;猜想3:Na2CO3和Na2SO4。
【进行实验】
晓华和茜茜取少量浸出液分别加入试管中,进行如下实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
①晓华向试管中滴加少量BaCl2溶液 产生白色沉淀 猜想2成立
②茜茜向试管中滴加过量稀盐酸 有气泡产生 猜想1成立
【反思交流】
(3)小组同学讨论后,一致认为晓华和茜茜的结论都不严谨,理由是 。
(4)于是小组同学将实验①和实验②两试管中反应后的物质倒入同一烧杯,观察到 ,证明猜想1成立。
(5)两试管物质混合后发生反应的化学方程式为 (只写一个)。
活动三:改良土壤酸碱性
(6)小组同学上网查阅到改良土壤酸碱性的方法如下:
所用物质 改良原理
改良酸性土壤 熟石灰[Ca(OH)2]、草木灰(主要成分K2CO3)等 与土壤中的酸性物质反应
改良碱性土壤 硫酸亚铁(FeSO4)、硫酸铝[Al2(SO4)3]等 与土壤中的碱性物质反应
通过分析确定改良该地土壤使其适宜种植土豆,应选用的物质为 (填一种)。
【答案】(1)充分溶解
(2)不适宜
(3)氯化钡既能与碳酸钠反应产生碳酸钡沉淀,也能与硫酸钠反应产生硫酸钡沉淀,所以晓华的实验不能说溶液中一定含有硫酸钠,一定不含碳酸钠;碳酸钠能与盐酸反应产生二氧化碳气体,硫酸钠不与盐酸反应,产生气体说明存在二氧化碳,但不能确定不含硫酸钠
(4)有气泡产生,沉淀完全溶解
(5)/
(6)硫酸亚铁/硫酸铝
【详解】(1)操作1为溶解,溶解过程中搅拌能加速溶解速率,使溶剂更充分;
(2)用pH计测得滤液的pH为7.4,种植土豆最适宜的土壤pH是4.8~5.5,则该土壤不适宜种植土豆;
(3)氯化钡既能与碳酸钠反应产生白色碳酸钡沉淀,也能与硫酸钠反应产生硫酸钡白色沉淀,晓华向试管中滴加少量BaCl2溶液,得到白色沉淀,不能说溶液中一定含有硫酸钠,一定不含碳酸钠;碳酸钠能与盐酸反应产生二氧化碳气体,硫酸钠不与盐酸反应,茜茜向试管中滴加过量稀盐酸,有气泡产生,说明存在二氧化碳,但不能确定不含硫酸钠。所以晓华和茜茜的结论都不严谨;
(4)小组同学将实验①和实验②两试管中反应后的物质倒入同一烧杯,最终得出猜想1成立,即浸出液为碳酸钠溶液,则实验①反应后的试管中为碳酸钡沉淀和碳酸钠溶液的混合物(氯化钡少量),实验②反应后的试管中为盐酸和氯化钠的混合物(盐酸过量),碳酸钠能与盐酸反应产生氯化钠、水和二氧化碳气体,碳酸钡沉淀能溶于盐酸生成氯化钡、水和二氧化碳,硫酸钡沉淀不溶于盐酸,所以观察到有气泡产生,沉淀全部溶解,则可得出猜想1成立;
(5)由上一步分析可知,发生的反应分别为碳酸钠与盐酸生成氯化钠、水和二氧化碳,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳,方程式为、;
(6)由分析可知,该土壤显碱性,种植土豆最适宜的土壤pH是4.8~5.5(即土豆适宜在弱酸性土壤中生长)。硫酸亚铁(FeSO4)、硫酸铝[Al2(SO4)3]等能与土壤中的碱性物质反应,改良碱性土壤,故填:硫酸亚铁(FeSO4)或硫酸铝[Al2(SO4)3]。
14.学习小组开展“校园土壤的酸碱性对植物生长的影响及改良”的跨学科实践活动。
表1:土壤酸碱性分类 表2:土壤酸碱性测定方法
土壤类型 强酸性 酸性 中性 碱性 强碱性 观察法、酸碱指示剂法、pH试纸法、pH计法等
pH <5 5.0﹣6.5 6.5﹣7.5 7.5﹣8.5 >8.5
表3:农作物适宜生长的pH范围
韭菜5.9-7.5 葡萄6.3-7.5 芹菜6.3-7.6 樱桃5.6-7.0
【活动一】测定校园土壤的酸碱性和pH
(1)取校园空地4份土样,干燥后分别与自来水按2∶5的质量比混合,操作如下图所示。测得四份土样的pH分别为5.6、6.2、5.6、5.7。请指出该实验中不够严密的操作 (写一点)。
(2)用pH试纸测定时,首先应将pH试纸放在干净的白瓷板, (填操作方法),然后将试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读出对应的pH。
(3)据(1)中测定结果分析该土壤呈 (“酸”或“碱”)性,表3农作物中,适合在校园空地种植的是 。
【活动二】探究不同pH的土壤对植物生长的影响
(4)在其它条件相同、pH不同的溶液中,放置8粒大小相同的绿豆,通过观察绘制生长曲线图如图。绿豆最适宜生长的pH为 。
【活动三】调节土壤的pH,改良土壤。
(5)某工厂附近土壤含有超标的CaCl2。取100mL土壤浸出液样品于烧杯中,逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液,用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH,实验结果如图所示。
①该土壤属于 (填土壤类型名称),实验中曲线b点后平缓阶段,反应的化学方程式为 。
②若一亩土壤浸出液为10000L,理论上改良一亩土壤需要Na2CO3固体 kg。(实验所用Na2CO3溶液的密度近似看做1g/cm3)
【答案】(1)使用自来水配制
(2)用洁净干燥的玻璃棒蘸取少量待测液滴在试纸上
(3) 酸 樱桃
(4)8
(5) 强酸性土壤 424
【详解】(1)使用自来水配制,会影响土壤的pH值。
(2)用 pH 试纸测定溶液 pH 时,首先将 pH 试纸放在干净的白瓷板或玻璃片上,然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取少量待测液滴在试纸上,待显色稳定后与标准比色卡对照读数。
(3)根据表 1,pH 小于 7 的土壤呈酸性,测定的四份土样 pH 分别为 5.6、6.2、5.6、5.7,均小于 7,所以该土壤呈酸性;
校园土壤 pH 在 5.6-6.2 之间,根据表 3,韭菜适宜 pH 范围 5.9-7.5、葡萄适宜 pH 范围 6.3-7.5、芹菜适宜 pH 范围 6.3-7.6、樱桃适宜生长的 pH 范围是 5.6-7.0,所以适合种植樱桃。
(4)由生长曲线图可知,在 pH=8 时,绿豆芽的生长长度在相同时间下相对最长,所以绿豆最适宜生长的 pH 为 8。
(5)①由图可知,未滴加Na2CO3溶液时,土壤浸出液 pH 小于 2,根据表格信息可知属于强酸性土壤;
b 点后平缓阶段是氯化钙(CaCl2)与碳酸钠(Na2CO3)反应,生成碳酸钙沉淀和氯化钠,化学方程式为。
②由图可知,100mL 土壤浸出液完全反应消耗Na2CO3溶液体积为 80mL,实验所用溶液的密度近似为1g/cm3(1mL=1cm3),则消耗Na2CO3溶液质量,Na2CO3溶液溶质质量分数为5.3%,则 100mL 土壤浸出液消耗Na2CO3的质量为。
100mL=0.1L,设改良一亩土壤需要Na2CO3固体的质量为x,则,解得x=424000g=424kg。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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