跨學科實踐活動9探究土壤酸堿性對植物生長的影響一、溶液的酸堿性1、溶液的pH與酸堿性關系①、pH＝7，溶液呈中性；②、pH<7，溶液呈酸性，pH越小，酸性越強，即：H+的濃度越高酸性越強；③、pH>7，溶液呈堿性，pH越大，堿性越強，即：OH-的濃度越高堿性越強。pH值：1234567891011121314酸性增強中性堿性增強2、pH的測定：最簡單的方法是使用pH試紙（1）①在潔凈干燥的玻璃片或白瓷板上放一片pH試紙；②用潔凈干燥的玻璃棒蘸取待測試液；③滴在pH試紙(試紙不能預先用水潤濕)上，④立即將試紙顯示的顏色與標準比色卡對照，⑤便可讀出溶液的pH（注意：讀數(shù)精確到整數(shù)。（簡記為：放、蘸、滴、對、讀）（2）pH試紙不能用水預先潤濕否則，若溶液是酸性的則酸性減弱pH會偏大；若溶液是堿性的則堿性減弱pH會偏小；若溶液是中性則沒有影響pH不變。3、酸堿性與酸堿度關系：指示劑pH值石蕊酚酞酸性<7變紅色無色中性=7紫色無色堿性﹥7變藍色變紅色【特別提醒】1.向某溶液加無色酚酞試劑，溶液為無色，則該溶液可能是酸性溶液，也可能是中性溶液。2.正常雨水的pH約為5．6（因為溶有CO2）；pH<5．6的雨水為酸雨。二、中和反應1、定義：酸和堿作用生成鹽和水的反應。2、實質：其實質是H+和OH結合生成H2O。3、溫馨提示：中和反應不屬于四大基本反應類型，基本反應類型有：①、置換反應；②復分解反應③分解反應④化合反應；但是中和反應屬于其中的復分解反應。4、應用：（1）、用于醫(yī)藥衛(wèi)生①、胃酸過多可以服用某些堿性物質的藥物，以中和過多的胃酸。胃舒平的主要成分是Al(OH)3，其治療胃酸的化學方程式3HCl+Al(OH)3==AlCl3+3H2O。②、因為鋁元素對人體的健康有影響，現(xiàn)在普遍采用Mg(OH)2代替Al(OH)3治療胃酸過多，反應的化學方程式是2HCl+Mg(OH)2==MgCl2+2H2O。（2）改變土壤的酸堿性如：酸性土壤不利于作物的生長，于是人們將適量的熟石灰加入土壤以中和酸性。（3）處理工廠的廢水如：硫酸廠的污水可以用熟石灰進行中和處理，化學方程式：H2SO4+Ca(OH)2==CaSO4+2H2O。調節(jié)溶液的酸堿性【特別提醒】中和反應尤先，比如向氫氧化鈉和碳酸鈉的混合溶液，加入稀鹽酸，鹽酸和氫氧化鈉和碳酸鈉都反應，但是鹽酸首先與氫氧化鈉反應，氫氧化鈉沒有后，才與碳酸鈉反應。命題點一測量土壤酸堿性的方法【典例1-1】農作物的生長需要適宜的酸堿性土壤，某同學在實驗室中測量土壤樣品酸堿度，下列操作正確的是A．量取適量水 B．讀取水的體積C．溶解土壤樣品 D．測量浸出液值【變式1-1】土壤里含有水分，里面溶解了多種物質，形成土壤溶液，土壤溶液里就含有植物需要的養(yǎng)料。化學實驗小組對校園花壇里土壤的酸堿性和部分化肥進行了探究。請完成下面小題。下列是興趣小組在測定土壤酸堿度時的實驗操作，其中正確的是（）A．加土壤顆粒 B．加水溶解C．蘸取清液 D．測定pH【變式1-2】某校同學進行“探究土壤酸堿性對植物生長的影響”實踐活動，測定校園內空地的土壤酸堿度。甲、乙、丙、丁四個小組分別進行如下實驗：取樣：各小組按照要求，采集土壤樣品。處理土壤樣品：各小組分別用托盤天平稱取18.0g土壤樣品并放入燒杯中，用量筒量取90mL蒸餾水(水的密度可近似看作1g/cm3)，倒入盛有土壤樣品的燒杯中，用玻璃棒攪拌，使土壤充分溶解，靜置一段時間后過濾，濾液待用。（1）①量取90mL水時選擇的儀器是(填“10”或“100”)mL量筒。②溶解操作中玻璃棒的作用是。測定pH：各小組分別用pH計測定（2）中所得濾液的pH，結果如表所示：組別甲乙丙丁pH5.7（2）①根據(jù)測定結果，說明該空地土壤呈(填“酸”或“堿”)性。②實驗反思：乙組同學測定結果與其他三組比較相差較大，同學們進行實驗反思。（3）如圖所示，下列操作可能會造成測定結果pH偏大的是_____(填字母序號)。A．稱量18.0g土壤樣品B．量取90mL蒸餾水C．將量取得的水倒入燒杯D．過濾土壤濁液（4）分析結果：①針對該校園地區(qū)土壤酸堿性，以下作物中，適合在該地區(qū)種植的是(填字母序號)。植物A．葡萄B．芹菜C．杏樹D．櫻桃pH6.3~7.56.3~7.66.5~8.55.6~7.0②芹菜營養(yǎng)豐富，具有預防心血管疾病的作用。若要在該空地種植芹菜，可用性的物質改良該空地土壤。命題點二根據(jù)土壤酸堿性確定是否適宜進行種植【典例2】某地區(qū)土壤顯微酸性，從土壤的酸堿性考慮，在該地區(qū)不適宜種植的作物是A．茶：最適宜的pH：4.5-5.5B．甘草：最適宜的pH：7.2-8.5C．油菜：最適宜的pH：5.8-6.7D．西瓜：最適宜的pH：6.0-7.0【變式2-1】下列花卉適宜在微堿性土壤中生長的是（）花卉種類蘭花菊花君子蘭仙人掌適宜生長的pH范圍5.0～6.05.5～6.56.0～7.07.5～8.0A．蘭花 B．菊花 C．君子蘭 D．仙人掌【變式2-2】幾種經(jīng)濟作物適宜生長的土壤pH范圍如表所示。某地土壤pH為4.6，該地最適宜種植的經(jīng)濟作物是作物楊梅茶樹柑橘櫻桃pH4.0－5.05.0－5.55.5－6.56.5－7.5A．楊梅B．茶樹C．柑橘D．櫻桃命題點三如何改良土壤的酸堿性【典例3】下列措施中，不是利用酸堿中和反應的是（）A．石油煉制時用工業(yè)硫酸清洗含燒堿的廢液B．農業(yè)上用氫氧化鈣改良酸性土壤C．生活中服用碳酸氫鈉治療胃酸過多癥D．濃堿灑到桌子上先用醋酸清洗，再用水洗【變式3-1】下列物質常用于改良酸性土壤的是A．食鹽 B．燒堿 C．熟石灰 D．硫酸銅【變式3-2】葡萄的果肉和果皮中都含有豐富的營養(yǎng)物質：(1)葡萄的果肉中除了含有糖類外，還含有的豐富的有機營養(yǎng)素是。(2)葡萄對土壤的適應性較強，但在pH值低于4或高于8.5的土壤中不適宜生長。若某地的土壤pH值低于4，可以施加適量的來改良土壤的酸性。(3)葡萄大棚的主要材料是鋼管和塑料薄膜，其中用鋼管來搭建大棚而不用純鐵的原因是。(4)為使葡萄果實飽滿、提高含糖量，在葡萄生長的中后期可適當施加硫酸鉀、過磷酸鈣等肥料，其中硫酸鉀屬于化學肥料中的肥。(5)用硫酸銅配制的農藥波爾多液，可以防治葡萄生長中的病害。溶解硫酸銅時不宜用鐵制容器，用化學方程式表示其原因：。(6)對大棚中的葡萄施用汽水(碳酸溶液)，是近年來在種植生產中興起的一種新方法。對于下列幾種敘述正確的是_______。A．加速植物的光合作用B．冬天有助于農作物“防凍”C．有利于改良堿性土壤，調節(jié)pHD．可促進土壤中的Ca2+、Mg2+被植物吸收命題點四土壤酸堿性對植物生長影響的科學探究【典例4】新疆是我國鹽堿地面積最多、分布最廣的地區(qū)，抓好鹽堿地治理利用，是提升糧食等作物產量的重要途徑。烏魯木齊市米東區(qū)是國家耐鹽堿水稻示范基地，當?shù)啬承；瘜W興趣小組的同學們采集了本地的土壤，并對土壤進行探究。【實驗探究】活動一：分析土壤鹽堿化的成因（1）新疆的降水量少，蒸發(fā)大，地層里含鹽豐富。如圖1所示，含鹽地下水通過上升水流向地表積聚、含鹽的農業(yè)灌溉水向土壤滲透都會增大土壤含鹽量。當進入土壤中鹽的量超出植物的吸收能力時，隨著水分蒸發(fā)，導致土壤鹽堿化。活動二：測定土壤的酸堿度（2）如圖2進行實驗。經(jīng)測定，浸出液的pH(填“>”“<”或“=”)7，由此得出，該土壤呈堿性。活動三：探究土壤含有的成分【查閱資料】該地區(qū)鹽堿地的土壤中含有的可溶性物質是NaCl、CaCl2和Na2CO3。（3）依據(jù)上述資料，向土壤中加入足量的蒸餾水后，發(fā)生反應的化學方程式為。同學們對上述反應后溶液中的溶質成分很感興趣，做出如下猜想并設計方案進行驗證。【做出猜想】猜想①：只有NaCl猜想②：含有NaCl、CaCl2猜想③：含有NaCl、Na2CO3（4）【繼續(xù)探究】方案驗證猜想所用試劑實驗現(xiàn)象實驗結果方案一AgNO3溶液和稀硝酸有白色沉淀生成猜想①正確方案二碳酸鈉溶液猜想②不正確方案三有氣泡產生猜想③正確【反思評價】（5）通過交流，同學們認為方案一不嚴謹，理由是。【拓展應用】（6）應對土壤鹽堿化的合理措施有_______。A．用淡水灌排洗鹽 B．鹽水養(yǎng)殖C．種植耐鹽堿作物 D．合理施用化肥【變式4-1】小麗同學家里承包了一塊土地，準備種植特色農產品玉米。由于擔心該地土壤的酸堿性不適合種植玉米，特邀請學校化學興趣小組的同學利用所學化，知識對土壤的酸堿性進行項目式探究。【查閱資料】玉米適宜在范圍是的土壤中生長。植物生長需要多種營養(yǎng)元素，包括碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂等常量元素和其他微量元素。項目任務：測定土壤的酸堿性【進行實驗】步驟1：取農田里五份不同位置的土樣于燒杯中，分別加入蒸餾水，充分攪拌后靜置，澄清后過濾；步驟2：用玻璃棒分別蘸取少量濾液滴加到試紙上，試紙顯色后與標準比色卡對照讀數(shù)。（1）在農田里確定5個位置進行取樣，以下取樣位置設定合理的是___________(填字母序號)。A． B． C．【實驗記錄】同學們分別進行了五次實驗測定土壤濾液的酸堿度，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：組別濾液1濾液2濾液3濾液4濾液5測得的值56655【實驗結論】（2）該土地的土壤呈性。【調查分析】經(jīng)調查，該土地之前的承包者為使種植的農作物生長茂盛，施用了大量含硫酸銨的化肥，硫酸銨水溶液呈微弱酸性。（3）該興趣小組的同學采用熟石灰降低農田土壤的酸性，但效果不明顯。小麗同學提出可能是熟石灰已經(jīng)變質了，寫出檢驗熟石灰是否變質的實驗步驟：。（4）經(jīng)過本次項目式探究，同學們也有了自己的收獲，但對土壤施用化肥的利與弊產生了爭執(zhí)，請選擇你支持的一方并闡述自己的理由：。（5）我國土壤的分布情況大體是“南酸北堿”，南方農民常引入淡水沖洗以降低其酸性。請在圖中畫出沖洗過程中土壤溶液酸堿度變化的大致曲線。1．某學校興趣小組在“探究土壤酸堿性對植物生長的影響”的實踐活動中，測得土壤樣品呈酸性，其測得結果可能是（）A． B． C． D．2．中國工程院院士袁隆平宣布了一項重大突破成果——水稻親本去鎘技術，水稻對鎘的吸收量與土壤pH關系如圖所示。下列物質可用于改良土壤結構，降低水稻對鎘吸收量的是（）A．熟石灰 B．硫酸銅C．稀鹽酸 D．氯化鈉3．如圖是某同學對身邊的一些物質測出的pH示意圖。有關說法中，正確的是（）A．葡萄汁能使紫色石蕊試液變藍 B．雞蛋清的堿性比牙膏強C．施用草木灰可以降低土壤堿性 D．胃酸過多的人不宜多食泡菜4．我國大力推進高標準農田建設，其中“土壤酸堿度”是一個重要指標。均勻取樣測得四地塊的平均pH如下，其中比較適合農作物生長且呈弱酸性的是（）A．7.0 B．6.8 C．7.4 D．8.45．某校九年級進行了《探究土壤酸堿性對植物生長的影響》的綜合性實踐活動。任務一：土壤酸堿性對植物生長影響的模擬實驗（1）①實驗儀器和用品：燒杯、新鮮綠豆②實驗藥品：教師配制pH分別為5、6、7、8、9的溶液分發(fā)給各小組進行實驗。③實驗方案：取5只燒杯，分別倒入pH為5、6、7、8、9的溶液各50mL，作好標記。各放入3粒綠豆，保持外部條件。一周后記錄到的生長情況如下表所示：日期不同pH的溶液中綠豆生長情況(芽高)pH=5pH=6pH=7pH=8pH=97天后3~4mm3~5mm2個5mm，1個6mm2個5mm，1個6mm3~5mm由實驗數(shù)據(jù)得出：。任務二：測定當?shù)赝寥赖乃釅A度（2）取一張pH試紙放在白色點滴板上，用玻璃棒蘸取土壤浸出液于pH試紙上，與標準比色卡對照，測得pH=10，當?shù)赝寥莱市浴Ｈ蝿杖禾骄客寥赖某煞帧静殚嗁Y料】當?shù)赜写罅亢c鹽的干涸鹽湖和鹽堿地，總面積約有50萬平方公里。【猜想假設】當?shù)赝寥乐泻刑妓徕c、氫氧化鈉等堿性物質。【進行實驗】實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結論取兩支試管，編號為①和②，分別加入少量土壤浸出液。向①中滴入少量氫氧化鈣溶液產生白色沉淀溶液中含有碳酸鈉和氫氧化鈉向試管②中滴入幾滴無色酚酞溶液變紅【交流與評價】（3）同學們討論后認為以上結論不一定正確，原因是。于是，繼續(xù)進行以下探究。向試管②中繼續(xù)滴入足量，觀察到，溶液中含有碳酸鈉，不含氫氧化鈉。任務四：改良土壤的酸堿性（4）根據(jù)實驗結果，土壤酸性或堿性太強都不利于農作物的生長，應進行改良。鹽堿地可通過淡水澆灌排鹽堿、地下埋管排鹽堿等方式改良；南方的酸性土壤可用改良。也可改良作物，使作物適應土壤。6．土壤酸化是農業(yè)面臨的問題之一。我國南方部分稻田土壤已出現(xiàn)不同程度的酸化，表現(xiàn)為部分稻田土壤的pH低于5.5。土壤酸化面積與強度仍在加劇。導致土壤酸化的原因有：過量施用氮肥等酸性肥料；工業(yè)排放的廢氣、廢水等；不當?shù)霓r業(yè)管理，如頻繁耕作等。于是溫老師帶領同學們，組成研究小組在廣東省某市完成以下的探究活動。活動1：測定土壤的酸堿度研究小組為測定當?shù)剞r田土壤的酸堿性，取來適量土樣，并完成完成其pH的測定。具體實驗步驟如下：①將在該地多點選取的土壤混合，并研成粉末狀；②稱量一定質量的土壤粉末于燒杯中，加入適量水，攪拌；③將充分溶解后的混合液進行過濾，所用裝置如圖所示；④用pH試紙測定過濾后所得土壤溶液的pH。(1)指出圖中的一項錯誤。(2)步驟④中測定溶液pH的具體方法是。活動2：探究改變土壤的酸堿度對農作物的影響水稻和油菜是耐酸性較強的作物，但在土壤酸化程度逐漸加劇的情況下，水稻和油菜的生產明顯受到影響。向土壤中加入熟石灰調節(jié)pH可有效改良酸性土壤。研究小組同學通過實驗研究土壤的pH對水稻、油菜產量的影響。原有土壤的pH為4.5，加入一定量的熟石灰，將土壤的pH分別調至5.0、5.5、6.0、6.5和7.0，需要加入熟石灰的用量如下表所示。土壤pH4.55.05.56.06.57.0熟石灰用量（千克/公頃）014923154481564778139在同一土壤交替種植水稻和油菜，水稻、油菜產量隨土壤pH的變化如下圖所示。實驗結果表明：用熟石灰對酸性土壤進行改良可以提高水稻和油菜的產量。依據(jù)探究活動內容回答下列問題。(3)假設土壤中的酸性物質為硫酸，寫出熟石灰改良酸性土壤的化學方程式。(4)將pH=4.5的酸性土壤改良為pH=6.5，每公頃需要加入熟石灰的質量為kg。(5)由圖1可得出“2016、2017、2018三年，土壤的pH對水稻產