内容正文:
跨学科实践活动
探究土壤酸碱性对植物生长的影响
教学目标
1.学会测定溶液的酸碱性及酸碱度的方法。
2.应用溶液酸碱性和中和反应等化学知识,探究调节土壤酸碱性的方法,学习选择合适的试剂调节土壤酸碱性。
3.通过查阅资料,了解植物适宜生长的土壤 pH范围。
重点和难点
重点:测定溶液的酸碱性及酸碱度的方法;设计调节土壤酸碱性的实验方案。
难点:探究调节土壤酸碱性的方法。
◆知识点一 测定土壤的酸碱性
1.溶液酸碱度(pH)与酸碱性关系
指示剂
pH值
石蕊
酚酞
酸性
pH<7 ,pH越小,酸性越强
变红色
无色
中性
pH=7
紫色
无色
碱性
pH﹥7 ,pH越大,碱性越强
变蓝色
变红色
2.溶液酸碱度的测定
(1)用 pH 试纸可较粗略地测定溶液的酸碱度。
(2)将pH试纸置于干燥的表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液后沾到 pH 试纸上,尽快将试纸呈现的颜色与标准比色卡对比,读出pH值。
3.测定土壤的酸碱性
(1)采集土壤样品:采集具有代表性的土壤样本。一般选择离地15-20厘米的耕作层土壤,用土钻或铲子取土,多点取样后混合均匀。
(2)制备土壤浸出液
①称量土壤:准确称取一定量的土壤放入烧杯中。
②加水:将干燥的土壤与蒸馏水按 2∶5 的质量比加入烧杯中。
④搅拌:用搅拌棒充分搅拌土壤和水的混合物,使土壤颗粒均匀分散,静置一段时间让土壤充分浸泡。
⑤过滤:将静置后的混合物通过滤纸过滤,得到澄清的土壤浸出液。
(3)测定测定土壤的pH值:
将pH试纸置于干燥的表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液后沾到 pH 试纸上,尽快将试纸呈现的颜色与标准比色卡对比,读出pH值。
(4)结果分析
土壤pH值通常在3 - 10之间。pH值小于6.5为酸性土壤,6.5 - 7.5为中性土壤,大于7.5为碱性土壤。
特别提醒:
1.向某溶液加无色酚酞试剂,溶液为无色,则该溶液可能是酸性溶液,也可能是中性溶液。
2. pH试纸不能用水预先润湿否则,若溶液是酸性的则酸性减弱pH会偏大;若溶液是碱性的则碱性减弱pH会偏小;若溶液是中性则没有影响pH不变。
3.正常雨水的pH约为5.6(因为溶有CO2);pH<5.6的雨水为酸雨。
即学即练
1.常温下,测得生活中一些物质的如下,其中能使酚酞试液变红的是
A.柠檬汁: B.食盐水:
C.西瓜汁: D.油污净:
【答案】D
【详解】酚酞试液在碱性溶液(pH > 7)中变红,在酸性或中性溶液中无色。
A、柠檬汁pH=2.5(酸性),酚酞无色,此选项错误;
B、食盐水pH=7(中性),酚酞无色,此选项错误;
C、西瓜汁pH=6.2(弱酸性),酚酞无色,此选项错误;
D、油污净pH=11.2(碱性),酚酞变红,此选项正确。
故选:D。
2.经测定该校园土壤浸出液能使牵牛花汁液变红,则该土壤最不适宜种植的作物是
作物
茶树
薄荷
马铃薯
玉米
最适宜生长的pH范围
5.0~5.5
7.0~8.0
4.8~5.5
6.0~7.0
A.茶树 B.薄荷 C.马铃薯 D.玉米
【答案】B
【分析】土壤浸出液能使牵牛花汁液变红,表明土壤呈酸性。
【详解】A、pH为5.0~5.5,显酸性,故A不符合题意;
B、pH为7.0~8.0,中性到微碱性,故B符合题意;
C、pH为4.8~5.5,显酸性,故C不符合题意;
D、pH为6.0~7.0,微酸性到中性,故D不符合题意。
故选B。
◆知识点二 调节土壤的酸碱性
1. 中和反应
(1)定义:酸和碱作用生成盐和水的反应。
(2)微观本质: 酸中的氢离子与碱中的氢氧根离子结合成水分子,即: H++OH-=H2O。
(3)应用:
①调节溶液、土壤的酸碱性或降低环境中酸、碱的含量;
②处理工厂的废水:若污水中酸含量超标,则可利用熟石灰中和。
③用于医药。治疗胃酸过多的药物中常含有碱性物质。
④用于烫发:用定型剂所含的酸中和烫卷剂(烫直剂)使用后剩余的碱,避免损伤发质;
2. 设计实验调节土壤的酸碱性
(1)土壤酸碱性检测
①取每种土壤样本 10g,分别放入烧杯中,加入 50mL 蒸馏水,用玻璃棒搅拌均匀,静置 10 分钟。
用滤纸过滤上层清液,得到土壤浸出液。
②用 pH 试纸(或 pH 计)测定每种浸出液的 pH 值,记录数据,判断土壤酸碱性(如样本 1:pH=5.2→酸性;样本 2:pH=7.1→弱碱性;样本 3:pH=6.8→接近中性)。
(2)实验分组与土壤调节
①分组设计:将 9 个花盆分为 3 组(每组 3 个),分别对应 3 种土壤样本,每组花盆贴标签(如 “土壤 1 - 酸性 - 不调节”“土壤 1 - 调节为中性”“土壤 1 - 调节为碱性”)。
②土壤调节操作:
A. 酸性土壤(样本 1,pH=5.2):向其中一个花盆加入适量熟石灰粉末(按每 100g 土壤加 0.5g 的比例),搅拌均匀,测定调节后 pH 值(目标 pH=7);另一个花盆加入等量蒸馏水(不调节);第三个花盆加入少量食醋(调节为强酸性,pH=4)。
B. 弱碱性土壤(样本 2,pH=7.1):一个花盆加适量硫酸亚铁溶液(每 100g 土壤加 5mL 1% 硫酸亚铁溶液),调节至 pH=7;一个不调节;一个加少量草木灰(调节为强碱性,pH=8.5)。
C接近中性土壤(样本 3,pH=6.8):一个不调节;一个加食醋调至 pH=5;一个加熟石灰调至 pH=8。
特别提醒:
1.中和反应不属于四大基本反应类型,但属于其中的复分解反应。
2.酸碱盐之间发生反应时,中和反应优先发生。如向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液,加入稀盐酸,盐酸先与氢氧化钠反应,氢氧化钠反应结束后,才与碳酸钠反应。
即学即练
1.某溶液的pH=8,若将该溶液的pH降到5,应采取下列措施中的
A.向溶液中加入大量的水
B.向溶液中加入一定量的酚酞试液
C.向溶液中加入一定量的碱溶液
D.向溶液中加入一定量的盐酸
【答案】D
【分析】本题要求将 pH=8 的碱性溶液 pH 降到 5(酸性),需通过添加物质改变溶液的酸碱度。pH 是衡量溶液酸碱性的指标:pH=7 为中性,pH<7 为酸性,pH>7 为碱性。初始溶液 pH=8 为碱性,目标 pH=5 为酸性,因此需加入酸性物质中和碱性,据此进行分析解答。
【详解】A、加水会稀释溶液,但水是中性的(pH=7)。稀释碱性溶液只能使 pH 趋近于 7,无法低于 7,即无法变成酸性。因此,该方法不能将 pH 降到 5,故A选项不符合题意;
B、酚酞是一种酸碱指示剂,用于检测溶液酸碱性(遇到碱性溶液变红,遇到酸性溶液无色),但不会改变溶液的 pH 值。加入酚酞后,溶液 pH 仍为 8,无法降低,故B选项不符合题意;
C、溶液本身为碱性(pH=8),加入碱溶液(如氢氧化钠等)会增强碱性,使 pH 可能升高,与降低 pH 的目标相反,故C选项不符合题意;
D、盐酸是强酸(pH<7),加入到碱性溶液中可中和其碱性。通过控制盐酸的加入量,可使 pH 从 8 逐步降低,直至达到目标 pH=5,故D选项符合题意。
故选 D。
◆知识点三 比较植物在不同酸碱性土壤中的生长状态
1. 植物对土壤酸碱性的适应性差异
植物对土壤酸碱性的适应性差异很大,不同植物对pH值的耐受范围不同。
中性土壤植物:大多数植物适宜生长在微酸性到中性土壤(pH 6.5 - 7.5)。
酸性土壤植物:如蓝莓、杜鹃花、茶花等,适宜pH 4.5 - 6.0。
碱性土壤植物:相对较少,但一些耐碱植物(如碱蓬)可以在pH 8.0以上的土壤中生长。
2.植物种植与养护实验
将上述调节酸碱性后的土壤分别装入对应花盆,每盆种植 1 株相同的植物幼苗(如第一组3盆均种凤仙花,第二组种生菜,第三组种牵牛花)。所有花盆置于相同环境(光照、温度、浇水频率一致,每次浇水 50mL 蒸馏水),养护2周。
3.数据记录与观察
每日观察植物生长状态(叶片颜色、是否枯萎、生长高度),每周用直尺测量株高,记录数据。实验结束后,对比同一植物在不同酸碱性土壤中的生长差异。
即学即练
1.土壤酸碱性会影响作物的生长。某地区的土壤呈弱碱性,请参照表中信息,选择该地区最适宜种植的作物
作物
棉花
柑橘
茶树
甘草
最适宜pH范围
6.0~6.8
5.0~7.0.
5.0~5.5
7.2~8.5
A.棉花 B.柑橘 C.茶树 D.甘草
【答案】D
【详解】土壤pH影响作物生长,弱碱性土壤应选择适宜碱性环境的作物,分析各选项最适pH范围:
A、棉花(6.0~6.8):弱酸性至接近中性,不适宜弱碱性土壤,此选项错误;
B、柑橘(5.0~7.0):适应酸性至中性,但土壤pH超过7.0时可能不适宜,此选项错误;
C、茶树(5.0~5.5):需强酸性土壤,与弱碱性土壤不匹配,此选项错误;
D、甘草(7.2~8.5):范围覆盖弱碱性至碱性,此选项正确。
故选D。
一、 溶液的酸碱性
1. 酸碱指示剂
(1)石蕊和酚酞是最常用的指示剂。
(2)石蕊和酚酞的显色规律
紫色石蕊:酸红碱蓝中性紫;无色酚酞:酸无碱红中性无。
2. 溶液酸碱度的表示——pH
(1) pH的取值范围通常在0~14之间。
(2)溶液酸碱性和酸碱度的关系: pH<7,溶液呈酸性,pH数值越小酸性越强; pH=7,溶液呈中性; pH>7,溶液呈碱性,pH数值越大碱性越强。
(3)pH的粗略测定:将pH试纸置于干燥的表面皿上,用玻璃棒蘸取待液后沾到pH试纸上,尽快将试纸呈现的颜色与标准比色卡对比,就可以得出待测液的pH。
实践应用
1.用pH试纸测定某溶液的pH时,先将pH试纸用水湿润,再蘸取待测液滴在pH试纸上,则测得的pH与实际值相比
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.无法确定
【答案】D
【详解】用pH试纸测定未知溶液的pH时,若溶液显酸性,pH试纸用水润湿后,会使溶液的酸性变弱,则测得的pH结果比实际值偏大;
若溶液显碱性,pH试纸用水润湿后,会使溶液的碱性变弱,则测得的pH结果比实际值偏小;
若某溶液显中性,pH试纸用水润湿后,溶液仍呈中性,测得的pH结果不变;
由于不知溶液的酸碱性,测得的pH变化无法确定,故选D。
2.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。
二、中和反应
1. 中和反应
(1)定义:酸和碱作用生成盐和水的反应。
(2)微观本质: 酸中的氢离子与碱中的氢氧根离子结合成水分子,即: H++OH-=H2O。
(3)应用:调节溶液、土壤的酸碱性或降低环境中酸、碱的含量;处理工厂的废水:若污水中酸含量超标,则可利用熟石灰中和。治疗胃酸过多的药物中常含有碱性物质。用定型剂所含的酸中和烫卷剂(烫直剂)使用后剩余的碱,避免损伤发质。
实践应用
1.某化学兴趣小组在跨学科实践活动中发现,赤红壤是我国台湾省等地区的主要土壤类型之一,其pH多在5.0~5.5之间,土壤中铁元素含量较丰富。下列有关赤红壤说法或做法正确的是
A.可以用pH试纸来测定赤红壤的弱酸度
B.赤红壤中的铁元素往往以单质的形式存在
C.赤红壤适合种植碱性条件下生长的农作物
D.可以通过熟石灰来调节改良赤红壤的酸碱环境
【答案】D
【详解】A.pH试纸只能测定溶液的pH,且测定的结果只能是整数,故选项做法法错误,不符合题意;
B.铁单质的化学性质较活泼,所以土壤中的铁元素主要是以化合物的形式存在,故选项说法错误,不符合题意;
C.赤红壤是酸性土壤,所以不适合种植碱性条件下生长的农作物,故选项说法错误,不符合题意;
D.赤红壤的pH为5.0~5.5之间,属于酸性土壤,所以可通过熟石灰氢氧化钙来改良,故选项做法正确,符合题意;
故选D。
2.某实验小组用传感器探究氢氧化钠溶液与稀盐酸反应过程中温度和的变化情况。测定结果分别如下图所示。下列说法错误的是
A.反应的化学方程式为 B.反应过程中有热量放出
C.该实验是将氢氧化钠溶液加入稀盐酸溶液中 D.时,溶液中溶质为
【答案】D
【详解】A、氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,方程式为:,选项正确;
B、由温度-时间图像可知,反应过程中温度逐渐升高,所以该反应过程中有热量放出,选项正确;
C、NaOH溶液呈碱性,pH大于7;稀盐酸呈酸性,pH小于7;NaCl溶液呈中性,pH等于7。由pH-时间图像可知,开始时溶液pH小于7,呈酸性,随着反应进行pH逐渐增大,所以该实验是将NaOH溶液滴入稀盐酸中,选项正确;
D、由pH-时间图像可知,时,溶液pH小于7,盐酸有剩余,则溶液中的溶质为NaCl和HCl,选项错误;
故选D。
考点一 溶液的酸碱性
【例1】将自制的紫薯汁滴入NaOH溶液、稀盐酸、蒸馏水中,分别呈现绿色、红色、紫色,则紫薯汁滴入石灰水中最可能呈现的颜色是
A.红色 B.绿色 C.紫色 D.无色
【答案】B
【详解】将自制的紫薯汁滴入NaOH溶液(碱性)、稀盐酸(酸性)、蒸馏水(中性)中,分别呈现绿色、红色、紫色,由于石灰水呈碱性,因此紫薯汁滴入石灰水中最可能呈现的颜色是绿色,故选B。
解题要点
紫色石蕊,遇酸变红,遇碱变蓝;无色酚酞,遇碱变蓝,遇酸不变色。
【变式1-1】天宫课堂中,宇航员通过实验呈现了“奥运五环”,实验中使用了指示剂溴百里酚蓝,绿色溴百里酚蓝溶液在不同环境中的显色情况如表格:下列溶液能使溴百里酚蓝溶液变为黄色的是
溶液
中性溶液
碱性溶液
酸性溶液
颜色
绿色
蓝色
黄色
A.醋酸溶液 B.氯化钠溶液 C.氢氧化钾溶液 D.碳酸钠溶液
【答案】A
【详解】A、醋酸溶液显酸性,能使溴百里酚蓝溶液变为黄色,符合题意;
B、氯化钠溶液显中性,不能使溴百里酚蓝溶液变色,不符合题意;
C、氢氧化钾溶液显碱性,能使溴百里酚蓝溶液变为蓝色,不符合题意;
D、碳酸钠溶液显碱性,能使溴百里酚蓝溶液变为蓝色,不符合题意。
故选:A。
【变式1-2】在pH=3的白醋中滴加紫色石蕊溶液,溶液变
A.紫色 B.红色 C.蓝色 D.无色
【答案】B
【详解】pH<7溶液呈酸性,则pH=3的白醋呈酸性,滴加紫色石蕊溶液,紫色石蕊溶液遇酸性溶液变红,故溶液变红色,故选:B。
考点二 用pH试纸测定溶液的酸碱度
【例2】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
A.A B.B C.C D.D
【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。
解题要点
pH试纸不能用水湿润、不能伸进溶液中,应该放在干燥的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒将待测液沾到pH试纸上,再将试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH值。
【变式2-1】在“探究盐城东部海边盐碱地土壤酸碱度对农作物生长的影响”的跨学科实践活动中,小组同学做了系列实验,以下是部分实验操作,其中操作有误的是
A.土壤加入蒸馏水搅拌 B.取上层清液
C.检测酸碱性 D.测pH
【答案】D
【详解】A、溶解在烧杯中进行,用玻璃棒不断地搅拌;此选项正确;
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,倾倒时烧杯口紧挨试管口;此选项正确;
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,应竖直悬空在试管口上方滴加液体,防止污染胶头滴管;此选项正确;
D、测定溶液的pH时,把pH试纸放在点滴板上,用玻璃棒蘸取待测溶液滴在pH试纸上;不能直接将试纸伸入待测液中,以免污染待测液;此选项错误。
故选D。
【变式2-2】下列“检测土壤浸出液的酸碱性”实验操作示意图中,不规范的是
A.加水搅拌 B.倾倒上层浸出液
C.测酸碱性 D.测pH
【答案】C
【详解】A、溶解应在烧杯中进行,用玻璃棒搅拌,加速溶解,图示操作正确,不符合题意;
B、倾倒上层浸出液时,试管微微倾斜,试管口紧挨烧杯口,使液体缓缓倒入,图示操作正确,不符合题意;
C、用胶头滴管滴加液体时,应垂直悬空在试管口正上方滴加,不能伸入试管内或接触试管内壁,图示操作错误,符合题意;
D、用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作方法为取一片pH试纸放在玻璃片上,用洁净干燥的玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上,把试纸显示的颜色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,图示操作正确,不符合题意。
故选:C。
考点三 测定土壤酸碱性实验中的其他实验操作
【例3】探究土壤酸碱性对植物生长的影响,下列实验操作错误的是
A.称量土壤样品 B.量取一定体积的水
C.将土壤和水混合 D.测土壤浸出液的pH
【答案】B
【详解】A、用托盘天平称量物品时,应遵循“左物右码”的原则,图中操作正确;
B、常用量筒量取一定体积的液体,读数时,视线应与液体凹液面的最低处保持水平,图中操作错误;
C、将土壤和水混合,应用玻璃棒不断搅拌,加速溶解,图中操作正确;
D、测定土壤浸出液的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,30秒内,与标准比色卡对照,图中操作正确。
故选B。
解题要点
熟悉物质的溶解、溶液的倾倒、滴管的使用、过滤、pH试纸的使用等。
【变式3-1】在农业生产中,常根据土壤和植物种植情况来调节土壤酸碱度。化学兴趣小组进行了测定土壤酸碱度的实验,下列操作中正确的是
A.取土壤颗粒
B.加水
C.过滤
D.测定pH
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、土壤颗粒是粉末状固体,往试管里装入固体粉末时,为避免药品沾在管口和管壁上,可先使试管横放,把盛有药品的药匙(或用小纸条折叠成的纸槽)小心地送至试管底部,然后使试管直立起来,图中操作错误,不符合题意;
B、倾倒液体时,瓶塞应倒放,瓶口应紧挨试管口,标签应朝向手心处,图中操作正确,符合题意;
C、过滤时,应遵循“一贴、二低、三靠”的原则,图中缺少玻璃棒引流,漏斗下端没有紧靠烧杯内壁,图中操作错误,不符合题意;
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,防止污染待测液,图中操作错误,不符合题意。
故选B。
【变式3-2】定期检测是保护东北黑土地的重要举措,下列提取土壤浸出液并进行酸碱性检验的操作正确的是
A.取土壤样品 B.溶解土壤样品
C.过滤得浸出液 D.测定滤液pH
【答案】B
【详解】A、取土壤样品时,应使用药匙等合适的工具,不能直接用手触摸土壤,防止污染土壤样品,故图示操作不正确;
B、溶解土壤样品时,将土壤放入烧杯中,加入适量的水,用玻璃棒搅拌,加速溶解,故图示操作正确;
C、过滤液体时,要注意“一贴、二低、三靠”的原则,图中缺少玻璃棒引流,故图示操作不正确;
D、测定滤液pH时,不能将pH试纸湿润,湿润的pH试纸会对待测液进行稀释,导致测定结果不准确,故图示操作不正确。
故选B。
考点四 中和反应
【例4】小颖同学在常温下进行了稀盐酸和氢氧化钠溶液中和反应的实验探究,并利用数字传感器借助计算机绘制出了溶液pH变化曲线,如图所示。下列有关说法中,不正确的是
A.开始烧杯中盛的是氢氧化钠溶液
B.在b点时烧杯中的溶液呈中性
C.若向c点溶液中加入硝酸银溶液,出现白色沉淀,则说明盐酸过量
D.中和反应的微观实质,是氢离子H+和氢氧根离子OH-结合生成水分子
【答案】C
【详解】A、由溶液pH变化曲线可知,开始时溶液的pH大于7,呈碱性,所以开始烧杯中盛的是氢氧化钠溶液,选项正确;该选项不符合题意。
B、pH等于7的溶液呈中性,所以在b点时烧杯中的溶液呈中性,选项正确;该选项不符合题意。
C、向c点中加入硝酸银溶液,出现白色沉淀,无法说明盐酸过量,因为溶液中的氯化钠也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,该选项符合题意。
D、中和反应过程中,钠离子、氯离子的数量都没有改变,改变的是和,故中和反应的微观实质是和离子结合成水分子。选项正确;选项不符合题意;
故选:C。
解题要点
1.无明显现象的中和反应需要借助酚酞溶液判断反应是否恰好完全进行。
2.中和反应是放热反应。
3.中和反应的微观实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子。
【变式4-1】如图所示,U形管中是滴有酚酞溶液的蒸馏水,向左、右两管中同时逐滴滴加一定量氢氧化钠溶液和稀盐酸,充分反应后U形管中溶液全部呈无色。下列说法不正确的是
A.开始时左管溶液呈红色,右管溶液呈无色
B.充分反应后溶液呈无色,则溶液中和个数比为1:1
C.该实验可以证明氢氧化钠溶液和稀盐酸发生了化学反应
D.充分反应后溶液中的溶质一定含有NaCl
【答案】B
【详解】A、酚酞遇碱性物质变红,遇中性物质或酸性物质不变色。氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红,稀盐酸显酸性,不能使酚酞溶液变色,所以开始时左管溶液呈红色,右管溶液呈无色,A 正确;
B、根据,充分反应后溶液呈无色,溶液可能呈中性,也可能呈酸性。若呈中性,则溶质是NaCl,Na+和Cl-个数比为1∶1;若呈酸性,稀盐酸过量,溶质为NaCl、HCl,Cl-个数多于Na+个数,B 错误;
C、开始左管溶液变红,充分反应后溶液无色,说明氢氧化钠转化为其它物质,可证明氢氧化钠溶液和稀盐酸发生了化学反应,C 正确;
D、氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,所以充分反应后溶液中的溶质一定含有NaCl,D 正确。
故选B。
【变式4-2】室温下,向一定体积10%的氢氧化钠溶液中滴加10%的盐酸,测得溶液温度变化与加入盐酸体积的关系如表(△t为溶液实时温度与初始温度差),其中表述正确的是
A.滴加盐酸的全过程中,持续发生反应并放出热量
B.反应过程中,氢氧化钠在混合溶液中的浓度逐渐减小
C.滴加盐酸的全过程中,氯化钠的溶解度逐渐增大
D.滴加盐酸的过程中,溶液的碱性逐渐增强
【答案】B
【详解】A、滴加盐酸的全过程中,氢氧化钠和稀盐酸的反应过程中,温度升高,说明反应放出热量;至完全反应,继续滴加稀盐酸,滴加的稀盐酸中含有水,起着降温的作用,且温度逐渐恢复至常温,故选项说法错误;
B、反应过程中,氢氧化钠的质量逐渐减少,溶液的质量逐渐增加,氢氧化钠在混合溶液中的浓度逐渐减小,故选项说法正确;
C、滴加盐酸的全过程中,氢氧化钠和稀盐酸的反应过程中,温度升高,氯化钠的溶解度逐渐增大;至完全反应,继续滴加稀盐酸,温度逐渐恢复至常温,氯化钠的溶解度逐渐减小,故选项说法错误;
D、氢氧化钠溶液显碱性,溶液的pH大于7,滴加盐酸的过程中,碱性逐渐减弱,溶液的碱性逐渐减弱,故选项说法错误。
故选B。
【变式4-3】实验小组用传感器探究稀NaOH溶液与稀盐酸反应过程中温度和pH的变化,测定结果如图所示。下列说法错误的是
A.反应过程中有热量放出
B.该实验是将稀盐酸滴入稀NaOH溶液
C.30s时,溶液中溶质为HCl和NaCl
D.40s时,氢氧化钠与盐酸恰好完全反应
【答案】BD
【详解】A、从温度-时间图像可知,随着反应进行,温度升高,说明反应过程中有热量放出,该选项说法正确;
B、NaOH溶液与稀盐酸发生的反应是,NaOH溶液呈碱性,pH大于7;稀盐酸呈中性,pH小于7;NaCl溶液呈中性,pH等于7。由pH-时间图像可知,开始时溶液pH小于7,呈酸性,随着反应进行pH逐渐增大,所以该实验是将稀NaOH溶液滴入稀盐酸中,而不是将稀盐酸滴入NaOH溶液,该选项说法错误;
C、30s时,溶液pH小于7,呈酸性,说明盐酸有剩余,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,所以溶液中溶质为HCl和NaCl,该选项说法正确;
D、40s时,溶液温度尚未达到最高值,pH小于7,说明稀盐酸有剩余,该选项说法错误。
故选BD。
考点五 酸碱性对农作物生长的影响
【例5】茶树适宜在pH为5-6的土壤中生长,茶叶中含锌、硒、茶氨酸(化学式为C7H14O3N2)等多种成分,下列说法不正确的是
A.茶氨酸由碳、氢、氧、氮四种元素组成
B.茶叶中的锌、硒指的是元素
C.一个茶氨酸分子中含有3个氧原子
D.用大量熟石灰改良茶树土壤,使其更好生长
【答案】D
【详解】A、根据化学式可知茶氨酸由碳、氢、氧、氮四种元素组成,说法正确,不符合题意;
B、物质是由元素组成,茶叶中锌、硒均指元素,说法正确,不符合题意;
C、根据化学式C7H14O3N2可知一个茶氨酸分子中含有3个氧原子,说法正确,不符合题意;
D、茶树适宜在pH为5−6的酸性土壤中生长,熟石灰呈碱性,若用大量熟石灰改良茶树土壤,会使土壤碱性增强,pH增大,超出茶树适宜生长的pH范围,不利于茶树生长,说法错误,符合题意。
故选D。
解题要点
1.无明显现象的中和反应需要借助酚酞溶液判断反应是否恰好完全进行。
2.中和反应是放热反应。
3.中和反应的微观实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子。
【变式5-1】郁金香适宜生长在微酸性沙质土壤中。如下的土壤中,最适宜种植郁金香的是
A.9.2 B.8.5 C.7.0 D.6.3
【答案】D
【详解】“微酸性”指pH略低于7,通常在6-7之间,表示弱酸性环境。A、pH=9.2 > 7,属于碱性土壤。郁金香需要微酸性土壤,此选项不适宜。结论:错误。B、pH=8.5 > 7,属于碱性土壤。郁金香需要微酸性土壤,此选项不适宜。结论:错误。C、pH=7.0 = 7,属于中性土壤。郁金香需要微酸性土壤,此选项不适宜。结论:错误。D、pH=6.3 < 7,属于酸性土壤,在6-7的微酸性范围内,最符合郁金香的生长要求。结论:正确。故选D。
【变式5-2】土壤是植物生长发育的基质,某地区土壤pH≈9.结合下表可知该地区适合种植的作物为
作物
小麦
燕麦
大豆
海水稻
适宜生长的pH范围
6.0~7.0
6.0~7.5
6.5~7.5
8.0~9.2
A.小麦 B.燕麦 C.大豆 D.海水稻
【答案】D
【详解】A、小麦适宜种植的pH为6.0~7.0,偏酸性,该地区土壤pH≈9,不适合种植小麦,故选项错误;
B、燕麦适宜种植的pH为6.0~7.5,范围不包含9,不适合在pH≈9的碱性土壤种植,故选项错误;
C、大豆适宜种植的pH为6.5~7.5,接近中性,但该地区土壤pH≈9不在其适宜范围内,不适合种植大豆,故选项错误;
D、海水稻适宜种植的pH为8.0~9.2,该地区土壤pH≈9在其范围内,适合种植海水稻,故选项正确;
故选:D。
【变式5-3】经测定该校园土壤浸出液能使牵牛花汁液变红,则该土壤最不适宜种植的作物是
作物
茶树
薄荷
马铃薯
玉米
最适宜生长的pH范围
5.0~5.5
7.0~8.0
4.8~5.5
6.0~7.0
A.茶树 B.薄荷 C.马铃薯 D.玉米
【答案】B
【详解】土壤浸出液能使牵牛花汁液变红,表明土壤呈酸性。A、pH为5.0~5.5,显酸性,故A不符合题意;
B、pH为7.0~8.0,中性到微碱性,故B符合题意;C、pH为4.8~5.5,显酸性,故C不符合题意;D、pH为6.0~7.0,微酸性到中性,故D不符合题意。
故选B。
基础达标
1.(2025·山东泰安·中考真题)被蚊虫叮咬,皮肤会出现红肿痛痒,这是因为蚊虫向人的皮肤“注射”了“蚁酸”(一种酸)。为减轻痛痒,可在叮咬处涂抹
物质
食醋
西红柿汁
食盐水
肥皂水
pH
2~3
4~5
7
9~10
A.食醋 B.西红柿汁 C.食盐水 D.肥皂水
【答案】D
【详解】蚊虫叮咬后释放的蚁酸属于酸性物质。根据酸碱中和原理,应选用碱性物质进行中和。分析各选项的pH值:
A. 食醋(pH 2~3):强酸性,无法中和蚁酸,反而可能加剧刺激。错误;
B. 西红柿汁(pH 4~5):虽酸性较弱,但仍为酸性,无法有效中和。错误;
C. 食盐水(pH 7):中性物质,无中和作用。错误;
D. 肥皂水(pH 9~10):弱碱性,能与蚁酸发生中和反应,减轻痛痒。正确;
故选D。
2.(2025·河北石家庄·三模)在“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”的跨学科实践活动中,兴趣小组做了系列实验,下列相关实验操作不规范的是
A.加水搅拌 B.倾倒出上层清液
C.检验酸碱性 D.测定pH
【答案】C
【详解】A、溶解土壤样品时,在烧杯中进行,并用玻璃棒搅拌,加速溶解,故选项操作规范,不符合题意;
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,故选项操作规范,不符合题意;
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,应竖直悬空在试管口上方滴加液体,防止污染胶头滴管,故选项操作不规范,符合题意;
D、用pH试纸测定溶液酸碱度时,将pH试纸放在点滴板上,用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH,不能直接将试纸伸入待测液中,以免污染待测液,故选项操作规范,不符合题意;
故选:C。
3.(2025·安徽淮北·模拟预测)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.(2025·河北邯郸·二模)下列是几种农作物最适宜种植的pH,某地区的土壤pH≈8,适合该地区种植的农作物是
A.小麦6.0~7.0 B.柑橘树5.0~7.0
C.大豆6.5~7.5 D.甘蔗6.0~8.0
【答案】D
【详解】农作物一般在接近中性或与自身适宜pH相近的土壤中生长。已知某地区土壤pH≈8,呈碱性。
A、小麦适宜种植的pH为6.0~7.0,偏酸性,该地区土壤pH≈8,不适合种植小麦,A 选项错误;
B、柑橘树适宜种植的pH为5.0~7.0,偏酸性,不适合在pH≈8的碱性土壤种植,B 选项错误;
C、大豆适宜种植的pH为6.5~7.5,接近中性,但该地区土壤pH≈8不在其适宜范围内,不适合种植大豆,C 选项错误;
D、甘蔗适宜种植的pH为6.0~8.0,该地区土壤pH≈8在其范围内,适合种植甘蔗,D 选项正确。
故选D。
5.(2025·内蒙古巴彦淖尔·三模)下列物质的性质与用途对应关系错误的是
选项
物质
性质
用途
A
甲烷
可燃性
作燃料
B
石墨
质软且滑
制作电极
C
氮气
化学性质不活泼
焊接金属时作保护气
D
熟石灰
碱性
处理酸性土壤
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、甲烷具有可燃性,燃烧放出热量,可用作燃料,不符合题意;
B、石墨具有良好的导电性,可用于制作电极,石墨质软且滑,可用于制作润滑剂,符合题意;
C、氮气化学性质不活泼,很难与其他物质反应,焊接金属时可作保护气,不符合题意;
D、熟石灰显碱性,能与酸性物质反应,可用于改良酸性土壤,不符合题意。
故选B。
6.(2025·上海·二模)为了控制稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应,最佳的操作是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A、将稀盐酸倒入氢氧化钠溶液中,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,该反应无明显现象,不能控制稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应,不符合题意;
B、将稀盐酸滴加人氢氧化钠溶液中,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,该反应无明显现象,不能控制稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应,不符合题意;
C、氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,将稀盐酸倒入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中,容易使酸过量,不能控制稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应,不符合题意;
D、氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,用胶头滴管慢慢滴入稀盐酸,并不断搅拌溶液,直至溶液颜色恰好变为无色为止,此时酸碱恰好完全反应,符合题意;
故选D。
7.(2024·天津河西·二模)某地区土壤显微酸性,从土壤的酸碱性考虑,在该地区不适宜种植的作物是
A.茶:最适宜的pH:4.5-5.5
B.甘草:最适宜的pH:7.2-8.5
C.油菜:最适宜的pH:5.8-6.7
D.西瓜:最适宜的pH:6.0-7.0
【答案】B
【详解】土壤显微酸性,即土壤的pH略小于7,因此该地区不适宜种植在碱性土壤中生长的作物。
A、茶最适宜的土壤为酸性,适宜该地区得种植;
B、甘草最适宜的土壤为弱碱性,不适宜该地区得种植
C、油菜最适宜的土壤为微酸性,适宜该地区得种植;
D、西瓜最适宜的土壤为微酸性,适宜该地区得种植;
故选:B。
8.(2024·湖南长沙·一模)长沙某地区的土壤呈弱酸性,根据表中信息判断,下列农作物不适宜在该地区种植的是
选项
A
B
C
D
农作物
茶树
油菜
水稻
甘草
适宜生长的Ph
5.0-5.5
5.8-6.7
6.0-7.0
7.2-8.5
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】某地区的土壤呈弱酸性,则其pH小于7。根据表格信息,茶树、油菜、水稻适宜生长的pH都是弱酸性,而甘草适宜生长的pH大于7,是碱性,因此甘草不适宜在该地区种植,故选:D。
9.(2024·上海崇明·二模)小麦适合在弱酸性土壤中生长,下列土壤的pH最适合小麦生长的是
A.6.3 B.8.5 C.9.5 D.10.2
【答案】A
【详解】小麦适合在弱酸性的土壤环境中生长,pH<7显酸性,酸性越强pH越小,根据选项所以最适合小麦生长环境是6.3。
故选A。
10.(2025·山东聊城·二模)认识化学反应有多种视角。图一是氢氧化钠与盐酸反应的实验,图二、图三是实验过程中用传感器测定的pH、温度分别与X溶液的质量关系图。
(1)定性视角
①从物质变化上看:胶头滴管中是 溶液。F点对应的溶液中溶质有 。
②从能量变化上:氢氧化钠溶液与盐酸的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)定量视角
①当X溶液的质量为 g时,氢氧化钠与盐酸恰好完全反应。反应的化学方程式为 ,D、E、F三点对应溶液中所含溶质NaCl的质量大小关系是 (填字母)。
A. B. C.
②用的氢氧化钠溶液处理工业废水中的稀盐酸100g,处理后废水呈中性,废水中氯化氢的质量分数是 。
(3)微观视角
氢氧化钠溶液与盐酸反应的实质是 。
【答案】(1) 氢氧化钠 放热
(2) 30 A
(3)氢离子和氢氧根离子反应生成水分子(或)
【详解】(1)①该图像初始点pH<7,故烧杯内溶液为稀盐酸,胶头滴管中为氢氧化钠溶液,F点时盐酸过量,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,故F点时溶质为氯化钠、氯化氢;
②由图三可知,开始滴加X溶液后,溶液温度上升,故氢氧化钠溶液与盐酸的反应是放热反应;
(2)①由图一可知,pH=7时,X溶液加入30g,此时氢氧化钠与盐酸恰好完全反应生成氯化钠和水,化学方程式为:;E点时氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应,此时生成氯化钠的质量最大,F点氢氧化钠和稀盐酸开始发生反应生成氯化钠,此时氯化钠质量<E点氯化钠质量,D点氢氧化钠过量,不增加氯化钠生成质量,故此时氯化钠质量=E点氯化钠质量,故选A;
②解:设废水中氯化氢的质量为x
,故废水中氯化氢的质量分数= ;
(3)氢氧化钠溶液与盐酸反应的实质是氢离子和氢氧根离子反应生成水分子。
11.(2025·江苏苏州·二模)水稻适宜在pH6.0-7.5之间的土壤中生长,土壤盐碱化会影响水稻的正常生长和发育。某兴趣小组对盐碱地成因、成分及其改良方法进行了相关研究。
任务一:调查盐碱地的成因
[查阅资料]盐碱地是由于土壤底层或地下水的盐分上升到地表,经风吹日晒后,盐分积累在表层土壤中形成的。
(1)盐碱地的形成主要是 (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)造成的。
任务二:探究盐碱地的盐碱成分
(2)检测酸碱性:配制土壤浸出液,用玻璃棒蘸取浸出液滴到 上,与标准比色卡比较,读出pH≈10.该土壤浸出液呈 性。
(3)检验盐碱成分:经检验,盐碱地土壤中主要阳离子为Na+。为确定还含有哪些阴离子,小组同学取少量土壤浸出液进行实验。
① 取少量土壤浸出液于试管中,滴加足量稀盐酸,观察到 ,说明含有。
② 另取少量土壤浸出液于试管中,滴加足量 (选填“稀硝酸”或“稀盐酸”),再加入硝酸银溶液,产生白色沉淀,说明含有Cl-。
任务三:认识盐碱地改良方案
方案1:水利改良(降低盐分)
(4)水利改良的原理是通过大量灌水冲洗,从而使土壤溶液盐分浓度 (填“>”或“<”)细胞内细胞液中盐分浓度,有利于植物吸收水分。
(5)为探究水利改良是否能对降低土壤的碱度,兴趣小组同学向100mL0.1%的碳酸钠溶液(pH为10.53)中加蒸馏水,并对溶液pH随加水体积所发生的变化进行记录如下表。水利改良在降低土壤碱度方面的局限性主要是 。
加水体积/mL
200
500
1000
2000
4000
8000
16000
32000
64000
128000
pH
10.32
9.88
9.57
9.20
8.85
8.56
8.28
8.06
7.95
7.90
方案2:化学改良(降低碱度)
(6)兴趣小组同学向40mL0.1%的碳酸钠溶液中滴加40mL0.07%的盐酸,测定溶液的pH变化如图1所示。当加入40mL盐酸时,溶液中的阳离子为 (写符号)。
(7)煤电厂脱硫废渣主要成分是硫酸钙(微溶于水,其水溶液呈中性),可用于改良土壤碱性。小组同学向40mL0.1%碳酸钠溶液中滴加40mL硫酸钙悬浊液(1g/100mL水),测定溶液的pH变化如图2所示。实验中使pH减小的反应方程式为 。
【答案】(1)蒸发结晶。
(2) pH试纸 碱性
(3) 有气泡产生 稀硝酸
(4)<
(5)不能将土壤碱度降低到中性以下。
(6)Na+、H+
(7)Na2CO3 + CaSO4=CaCO3↓+ Na2SO4
【详解】(1)盐碱地是由于土壤底层或地下水的盐分上升到地表,经风吹日晒后,水分蒸发,盐分积累在表层土壤中形成的,这个过程是蒸发结晶。
(2) ①检测溶液酸碱性时,用玻璃棒蘸取浸出液滴到pH试纸上,与标准比色卡比较。 ②因为读出pH>7,所以该土壤浸出液呈碱性。
(3)①碳酸根离子与稀盐酸反应会生成二氧化碳,所以看到有气泡产生。
②检验氯离子Cl-时,为了排除碳酸根离子等其他离子的干扰,需要先加入足量稀硝酸,因为稀硝酸能与碳酸根离子反应将其除去,然后再加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀,说明含有Cl-。如果加入稀盐酸,会引入氯离子,对后续氯离子的检验造成干扰。
(4)植物细胞吸水的原理是当细胞外溶液浓度小于细胞内细胞液浓度时,植物细胞吸水。水利改良通过大量灌水冲洗土壤,目的是使土壤溶液盐分浓度小于细胞内细胞液中盐分浓度,这样才有利于植物吸收水分。所以此处应填“<”。
(5) 从表格数据可以看出,随着加蒸馏水体积的不断增加,碳酸钠溶液的pH逐渐减小,但是当加水量达到一定程度后,溶液的pH减小的幅度越来越小,并且始终大于7,说明通过水利改良(加水)不能将土壤的碱度降低到中性(pH = 7)以下 。所以水利改良在降低土壤碱度方面的局限性主要是不能将土壤碱度降低到中性以下。
(6)碳酸钠和盐酸会发生反应,化学方程式为Na2CO3 +2HCl=2NaCl+ H2O + CO2↑。106份质量的碳酸钠消耗73份质量的氯化氢,40mL0.1%的碳酸钠溶液和40mL0.07%的盐酸反应,盐酸剩余,溶液中的阳离子Na+、H+。
(7) 碳酸钠(Na2CO3)和硫酸钙(CaSO4)会发生反应,化学方程式为Na2CO3 + CaSO4=CaCO3↓+ Na2SO4。碳酸钠溶液显碱性,反应后生成的硫酸钠溶液显中性,随着反应的进行,溶液碱性减弱,pH减小。
综合应用
12.(2025·福建厦门·模拟预测)在“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”的跨学科实践活动中,小组同学做了系列实验。下列说法错误的是
A.土样采集:选取校园1个采集点进行土样采集
B.测土壤pH:pH为8,说明土壤浸出液为碱性
C.改良方案:若校园花坛土壤酸性,过强,可施用熟石灰改良
D.实践小结:不同酸碱性的土壤适宜种植不同植物
【答案】A
【详解】A、为了使采集的土样更具有代表性,应该选取多个不同的采集点进行土样采集,而不是只选取校园 1 个采集点。只选取 1 个采集点,采集的土样可能不能准确反映整个校园土壤的酸碱性情况,该说法错误,符合题意;
B、当溶液的pH>7时,溶液呈碱性,pH=8>7,说明土壤浸出液为碱性,该说法正确,不符合题意;
C、熟石灰(氢氧化钙)是一种碱性物质,若校园花坛土壤酸性过强,施用熟石灰可以与土壤中的酸性物质发生中和反应,从而降低土壤的酸性,改良土壤,该说法正确,不符合题意;
D、不同植物对土壤酸碱性的适应能力不同,例如茶树适宜在酸性土壤中生长,而甜菜适宜在中性或微碱性土壤中生长,所以不同酸碱性的土壤适宜种植不同植物,该说法正确,不符合题意。
故选A。
13.(2025·安徽合肥·二模)某化学兴趣小组在“探究土壤酸碱性对植物影响”跨学科实践活动中发现,广西赤红壤适宜菠萝、香蕉等多种经济作物生长,其pH多在5.0~5.5之间,土壤中铁元素含量较丰富。下列有关赤红壤说法或做法正确的是
A.可使用pH试纸来准确测定赤红壤的pH
B.赤红壤中的铁元素主要以单质形式存在
C.赤红壤适合种植酸性条件下生长的农作物
D.可通过加氢氧化钠的方法来改良赤红壤
【答案】C
【详解】A、广泛pH试纸能测定溶液的pH,但测定的结果只能是整数,该选项错误;
B、铁单质的化学性质较活泼,所以土壤中的铁元素主要是以化合物的形式存在,该选项错误;
C、赤红壤是酸性土壤,所以适合种植酸性条件下生长的农作物,该选项正确;
D、赤红壤的pH为5.0-5.5之间,属于酸性土壤,但NaOH属于强碱,具有腐蚀性,不能来改良赤红壤,该选项错误。
故选C。
14.(2025·陕西宝鸡·模拟预测)农作物间作套种能充分利用土地资源,提高农作物产量。几种农作物适宜生长的pH范围如表所示,在其他条件相同的情况下,不适合实施间作套种的农作物是
A.韭菜、蓝莓 B.猕猴桃、番茄 C.番茄、苹果 D.苹果、韭菜
【答案】A
【详解】A、韭菜和蓝莓两作物适宜生长pH范围相差多,不适宜实施间作套种,符合题意。
B、猕猴桃、番茄适宜生长pH范围相近,可实施间作套种,不符合题意。
C、番茄、苹果适宜生长pH范围相近,可实施间作套种,不符合题意。
D、苹果、韭菜适宜生长pH范围相近,可实施间作套种,不符合题意。
故选A。
15.(2025·内蒙古·中考真题)兴趣小组开展了“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”跨学科实践活动。下列有关实验操作规范的是
A.称量土样 B.量取蒸馏水
C.溶解土样 D.测酸碱度
【答案】D
【详解】A、图中操作有两个错误:一、用手抓取土样,应该用药匙取用;二、土样和砝码放错位置,应该“左物右码”。不符合题意;
B、量取液体读数时,视线应与量筒内液体凹液面的最低处保持水平,图中仰视读数,会导致读数偏小,不符合题意;
C、图中在量筒中溶解土样,操作不规范,应该在烧杯中溶解土样,不符合题意;
D、测量溶液的酸碱度,在玻璃片上放一张干燥的pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液,滴在pH试纸上,操作规范,符合题意。
故选D。
16.(2025·四川成都·二模)土壤酸碱性对植物生长具有重要意义。为提高我校劳动实践基地(以下简称“基地”)的农作物产量,张老师带领化学兴趣小组进行了如下实验探究。
任务一 测定土壤酸碱性
同学们选取一定量的土壤样本与蒸馏水按质量比1:5的比例在烧杯中混合,充分搅拌后,先静置一段时间,再过滤,获得土壤浸出液,然后检测土壤浸出液的酸碱度。
(1)在基地里确定5个位置进行取样,如图所示取样位置设定合理的是___________(填字母)。
A. B. C.
(2)静置后再过滤的目的 。
(3)某同学测pH的操作如图所示,则结果 (选填“偏大”、“偏小”或“不确定”)。
(4)同学们查阅到我国土壤性质分级标准如下表所示,用pH计测得基地土壤浸出液的pH如图2所示。按照土壤性质分级标准,该土壤呈 性。
pH范围
<4.5
4.5~5.5
5.5~6.5
6.5~7.5
7.5~8.5
土壤性质分级
强酸性
酸性
弱酸性
中性
弱碱性
任务二 探究不同酸碱性的土壤对植物生长的影响
(5)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。
(6)综合考量,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长长度的数据,并将数据绘制图像如下。分析图像,得出的结论为 。
(7)同学们查阅资料得知,不同农作物适宜生长的pH范围如下表,其中最适合在基地种植的农作物是 。
农作物名称
花生
大豆
地瓜
土豆
适应范围(pH)
4.7-8.0
5.0-8.0
5.0-8.0
5.0-6.5
任务三 制定酸性土壤改良方案
(8)小组同学在张老师的指导下,根据酸的化学性质设计方案改良基地的土壤。常用的改良剂的价格如下表所示,最适合的是 。
物质
价格/25千克
Na2CO3
110元
NaHCO3
114元
Ca(OH)2
52元
(9)假设土壤中的酸性物质为硫酸,写出用熟石灰改良酸性土壤的化学方程式 。
【答案】(1)B
(2)加快过滤速度
(3)偏大
(4)酸
(5)培养液的酸碱性
(6)绿豆在碱性土壤中生长更好,而大蒜在酸性土壤中生长更好
(7)花生
(8)氢氧化钙/Ca(OH)2
(9)Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O
【详解】(1)对土壤的酸碱度进行测定,为使测定值更准确,取样应注意全面性,则取样位置应该均匀分布,设定最合理的是:B;
(2)静置后再过滤的目的加快过滤速度;
(3)用pH试纸检测土壤浸出液pH的方法:用洁净干燥的玻璃棒分别蘸取少量浸出液滴到干燥的pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH,由图2所示可知,用湿润的pH试纸会使得结果偏大;
(4)pH值为4.72,在4.5~5.5之间,为酸性土壤;
(5)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需控制培养液的酸碱性这一单一变量;③需明确评判植物生长差异的具体指标;
(6)根据图示分析可知,绿豆在碱性土壤中生长更好,而大蒜在酸性土壤中生长更好;
(7)根据上述分析可知,该基地的土壤pH值为4.72,最适合在基地种植的农作物是花生;
(8)根据表中数据可知,氢氧化钙的价格最低,最适合的改良剂为:Ca(OH)2;
(9)硫酸和氢氧化钙反应生成硫酸钙和水,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O。
拓展培优
17.(2025·山东青岛·二模)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。
18.某校同学进行“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”实践活动,测定校园内空地的土壤酸碱度。甲、乙、丙、丁四个小组分别进行如下实验:取样:各小组按照要求,采集土壤样品。
处理土壤样品:各小组分别用托盘天平称取土壤样品并放入烧杯中,用量筒量取蒸馏水(水的密度可近似看作),倒入盛有土壤样品的烧杯中,用玻璃棒搅拌,使土壤充分溶解,静置一段时间后过滤,滤液待用。
(1)①量取水时选择的仪器是 (填“10”或“100”)量筒;
②溶解操作中玻璃棒的作用是 。
测定:各小组分别用计测定(2)中所得滤液的,结果如下表所示:
组别
甲
乙
丙
丁
pH
5.6
6.2
5.6
5.7
(2)①根据测定结果,说明该空地土壤呈 (填“酸”或“碱”)性;
②实验反思:乙组同学测定结果与其他三组比较相差较大,同学们进行实验反思。
(3)如图所示,下列操作可能会造成测定结果pH偏大的是_____(填字母序号)。
A. 称量土壤样品
B. 量取蒸馏水
C. 将量取得的水倒入烧杯
D. 过滤土壤浊液
(4)分析结果:
①针对该校园地区土壤酸碱性,以下作物中,适合在该地区种植的是 (填字母序号);
植物
A.葡萄
B.芹菜
C.杏树
D.樱桃
pH
6.3~7.5
6.3~7.6
6.5~8.5
5.6~7.0
②芹菜营养丰富,具有预防心血管疾病的作用。若要在该空地种植芹菜,可用 (填化学式)改良该空地土壤。
【答案】(1) 100 加快溶解的速度
(2)酸
(3)A
(4) D (或等)
【详解】(1)①量筒是用来量取液体体积的仪器,并且选取的量筒的原则为:所选量筒的量程要大于且最接近于所要量取液体的体积,即“大而近”,故量取水时选择的仪器是100量筒;
②溶解时,玻璃棒的作用为搅拌,加速溶解;
(2)①土壤的pH<7,显酸性;
(3)A、用托盘天平称量药品时,应左物右码,而图中为左码右物,且使用了游码,会使实际量取的土壤质量偏小,则溶质质量分数偏小,溶液的酸性偏弱,则pH会偏大,该选项符合题意;
B、俯视量筒,实际量取的水的体积会偏小,溶质质量分数会偏大,溶液的酸性偏强,pH会偏小,该选项不符合题意;
C、将量取的水直接倒入烧杯,没有用玻璃棒引流或顺着烧杯壁倒入,有可能会把水溅出,导致水的实际体积偏小,溶液的溶质质量分数变大,溶液的酸性增强,pH值偏小,该选项不符合题意;
D、过滤土壤浊液,正常操作,不会影响结果,该选项不符合题意;
故选A;
(4)①由于校园地区土壤显酸性,根据表中数据可知,种植樱桃所需的土壤为酸性或中性,故选:D;
②种植芹菜所需的土壤pH为 6.3-7.6,偏碱性,则需改良酸性土壤,通常用(或等)。
19.为了研究土壤酸碱性对植物生长的影响,某校化学兴趣小组的同学们在老师的指导下开展了项目式学习的探究。
任务一:测定土壤的酸碱性
【进行实验】
(1)步骤如下:
步骤1:取农田里五份不同位置的5g土样于烧杯中,分别加入10mL蒸馏水,充分搅拌后静置,澄清后过滤;
步骤2:用玻璃棒分别蘸取少量滤液滴加到pH试纸上,试纸显色后与 对照读数。
【实验记录】同学们分别进行了五次实验测定土壤滤液的酸碱度,实验数据记录如下:
滤液1
滤液2
滤液3
滤液4
滤液5
测得的pH
5
6
6
5
5
【实验结论】
(2)该土地的土壤呈 性。
任务二:探究当地土壤酸碱性的成因
【调查咨询】同学们向当地种植户咨询土壤酸碱度的成因,据种植户介绍,该土地之前施用过大量氯化铵化肥,土壤中可能有氯化铵残留。
【教师指导】氯化铵的水溶液显酸性,长期施用氯化铵化肥会造成土壤酸化。
【猜想假设】该土壤中可能含有氯化铵。
【进行实验】
(3)
实验步骤
实验现象或化学方程式
实验结论
步骤1:取少量土壤溶液于一支试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液并加热
现象
有
氯化铵有残留
步骤2:另取少量土壤溶液于另一支试管中,滴加少量的
反应的化学方程式
有Cl-
【反思评价】
(4)步骤1中发生反应的化学方程式为 。
任务三: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K2CO3)等。
【进行实验】
同学们取两份相同的土壤样品各500g,分别加入1L水,充分搅拌后静置,测得上层清液pH=5,再分别加入0.2g不同的改良剂,充分搅拌后静置,测上层清液的pH,得到下表结果。
加入的改良剂
熟石灰
草木灰
测得的pH
11
6
【分析交流】
(5)现需将此酸性土壤改良为pH约等于9,熟石灰和草木灰两种改良剂最好选用 。
(6)与熟石灰相比,用草木灰改良酸性土壤的优点是 。
(7)若同学们采用熟石灰降低农田土壤的酸性,但效果不明显。小明同学提出可能是熟石灰已变质了,写出验证熟石灰已经变质的实验方法 (写出操作、现象和结论)。
【答案】(1)标准比色卡
(2)酸
(3) 产生有刺激性气味的气体 硝酸银溶液
(4);
(5)熟石灰
(6)既可以改良土壤的酸性,又可以提高土壤的肥力
(7)取少量样品于试管中,滴入足量稀盐酸,若有气泡产生,证明熟石灰确实已经变质
【详解】(1)用玻璃棒分别蘸取少量滤液滴加到pH试纸上,试纸显色后与标准比色卡对照读数;
(2)根据表中数据可知,测得的pH为5-6,该土地的土壤呈酸性;
(3)氯化铵与氢氧化钠在加热条件下会发生反应,生成氨气、水和氯化钠,氨气具有刺激性气味,因此我们可以通过闻气味来判断反应是否发生,如果试管口有刺激性气味的气体产生,那么就可以说明土壤中含有;
为了检验土壤溶液中是否含有氯离子,我们可以选择滴加硝酸银溶液,氯离子与银离子在溶液中会结合生成白色的氯化银沉淀,如果观察到有白色沉淀生成,那么就可以说明土壤溶液中含有氯离子,反应的化学方程式为:;
(4)步骤1中氯化铵与氢氧化钠反应的化学方程式为:;
(5)根据实验数据,我们可以看到加入熟石灰后土壤的pH值达到了11,远高于目标值;而加入草木灰后土壤的pH值只达到了6,仍然偏酸性,因此,为了达到目标pH值,我们应该选择熟石灰作为改良剂;
(6)草木灰中含有碳酸钾,用草木灰改良土壤的优点是既可以改良土壤的酸性,又可以为植物的生长提供钾元素;
(7)熟石灰是氢氧化钙,熟石灰变质实际上是氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,则验证熟石灰已经变质的实验方法是:取少量样品于试管中,滴入足量稀盐酸,若有气泡产生,证明熟石灰确实已经变质。
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跨学科实践活动
探究土壤酸碱性对植物生长的影响
教学目标
1.学会测定溶液的酸碱性及酸碱度的方法。
2.应用溶液酸碱性和中和反应等化学知识,探究调节土壤酸碱性的方法,学习选择合适的试剂调节土壤酸碱性。
3.通过查阅资料,了解植物适宜生长的土壤 pH范围。
重点和难点
重点:测定溶液的酸碱性及酸碱度的方法;设计调节土壤酸碱性的实验方案。
难点:探究调节土壤酸碱性的方法。
◆知识点一 测定土壤的酸碱性
1.溶液酸碱度(pH)与酸碱性关系
指示剂
pH值
石蕊
酚酞
酸性
pH ,pH越小,酸性越强
中性
pH
碱性
pH ,pH越大,碱性越强
2.溶液酸碱度的测定
(1)用 可较粗略地测定溶液的酸碱度。
(2)将pH试纸置于 的表面皿上,用 蘸取待测液后沾到 pH试纸上,尽快将试纸呈现的颜色与标准比色卡对比,读出pH值。
3.测定土壤的酸碱性
(1)采集土壤样品:采集具有代表性的土壤样本。一般选择离地15-20厘米的耕作层土壤,用土钻或铲子取土,多点取样后混合均匀。
(2)制备土壤浸出液
①称量土壤:准确称取一定量的土壤放入烧杯中。
②加水:将干燥的土壤与蒸馏水按 2∶5 的质量比加入烧杯中。
④搅拌:用搅拌棒充分搅拌土壤和水的混合物,使土壤颗粒均匀分散,静置一段时间让土壤充分浸泡。
⑤过滤:将静置后的混合物通过滤纸过滤,得到澄清的土壤浸出液。
(3)测定测定土壤的pH值:
将pH试纸置于干燥的表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液后沾到 pH 试纸上,尽快将试纸呈现的颜色与标准比色卡对比,读出pH值。
(4)结果分析
土壤pH值通常在3 - 10之间。pH值小于6.5为 性土壤,6.5 - 7.5为 性土壤,大于7.5为 性土壤。
特别提醒:
1.向某溶液加无色酚酞试剂,溶液为无色,则该溶液可能是酸性溶液,也可能是中性溶液。
2. pH试纸不能用水预先润湿否则,若溶液是酸性的则酸性减弱pH会偏大;若溶液是碱性的则碱性减弱pH会偏小;若溶液是中性则没有影响pH不变。
3.正常雨水的pH约为5.6(因为溶有CO2);pH<5.6的雨水为酸雨。
即学即练
1.常温下,测得生活中一些物质的如下,其中能使酚酞试液变红的是
A.柠檬汁: B.食盐水:
C.西瓜汁: D.油污净:
2.经测定该校园土壤浸出液能使牵牛花汁液变红,则该土壤最不适宜种植的作物是
作物
茶树
薄荷
马铃薯
玉米
最适宜生长的pH范围
5.0~5.5
7.0~8.0
4.8~5.5
6.0~7.0
A.茶树 B.薄荷 C.马铃薯 D.玉米
◆知识点二 调节土壤的酸碱性
1. 中和反应
(1)定义:酸和碱作用生成盐和水的反应。
(2)微观本质: 酸中的氢离子与碱中的氢氧根离子结合成水分子,即: H++OH-=H2O。
(3)应用:
①调节溶液、土壤的 或降低环境中酸、碱的含量;
②处理工厂的废水:若污水中酸含量超标,则可利用 中和。
③用于医药。治疗胃酸过多的药物中常含有 性物质。
④用于烫发:用定型剂所含的 中和烫卷剂(烫直剂)使用后剩余的 ,避免损伤发质;
2. 设计实验调节土壤的酸碱性
(1)土壤酸碱性检测
①取每种土壤样本 10g,分别放入烧杯中,加入 50mL 蒸馏水,用玻璃棒搅拌均匀,静置 10 分钟。
用滤纸过滤上层清液,得到土壤浸出液。
②用 pH 试纸(或 pH 计)测定每种浸出液的 pH 值,记录数据,判断土壤酸碱性(如样本 1:pH=5.2→酸性;样本 2:pH=7.1→弱碱性;样本 3:pH=6.8→接近中性)。
(2)实验分组与土壤调节
①分组设计:将 9 个花盆分为 3 组(每组 3 个),分别对应 3 种土壤样本,每组花盆贴标签(如 “土壤 1 - 酸性 - 不调节”“土壤 1 - 调节为中性”“土壤 1 - 调节为碱性”)。
②土壤调节操作:
A. 酸性土壤(样本 1,pH=5.2):向其中一个花盆加入适量熟石灰粉末(按每 100g 土壤加 0.5g 的比例),搅拌均匀,测定调节后 pH 值(目标 pH=7);另一个花盆加入等量蒸馏水(不调节);第三个花盆加入少量食醋(调节为强酸性,pH=4)。
B. 弱碱性土壤(样本 2,pH=7.1):一个花盆加适量硫酸亚铁溶液(每 100g 土壤加 5mL 1% 硫酸亚铁溶液),调节至 pH=7;一个不调节;一个加少量草木灰(调节为强碱性,pH=8.5)。
C接近中性土壤(样本 3,pH=6.8):一个不调节;一个加食醋调至 pH=5;一个加熟石灰调至 pH=8。
特别提醒:
1.中和反应不属于四大基本反应类型,但属于其中的复分解反应。
2.酸碱盐之间发生反应时,中和反应优先发生。如向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液,加入稀盐酸,盐酸先与氢氧化钠反应,氢氧化钠反应结束后,才与碳酸钠反应。
即学即练
1.某溶液的pH=8,若将该溶液的pH降到5,应采取下列措施中的
A.向溶液中加入大量的水
B.向溶液中加入一定量的酚酞试液
C.向溶液中加入一定量的碱溶液
D.向溶液中加入一定量的盐酸
◆知识点三 比较植物在不同酸碱性土壤中的生长状态
1. 植物对土壤酸碱性的适应性差异
植物对土壤酸碱性的适应性差异很大,不同植物对pH值的耐受范围不同。
中性土壤植物:大多数植物适宜生长在微酸性到中性土壤(pH 6.5 - 7.5)。
酸性土壤植物:如蓝莓、杜鹃花、茶花等,适宜pH 4.5 - 6.0。
碱性土壤植物:相对较少,但一些耐碱植物(如碱蓬)可以在pH 8.0以上的土壤中生长。
2.植物种植与养护实验
将上述调节酸碱性后的土壤分别装入对应花盆,每盆种植 1 株相同的植物幼苗(如第一组3盆均种凤仙花,第二组种生菜,第三组种牵牛花)。所有花盆置于相同环境(光照、温度、浇水频率一致,每次浇水 50mL 蒸馏水),养护2周。
3.数据记录与观察
每日观察植物生长状态(叶片颜色、是否枯萎、生长高度),每周用直尺测量株高,记录数据。实验结束后,对比同一植物在不同酸碱性土壤中的生长差异。
即学即练
1.土壤酸碱性会影响作物的生长。某地区的土壤呈弱碱性,请参照表中信息,选择该地区最适宜种植的作物
作物
棉花
柑橘
茶树
甘草
最适宜pH范围
6.0~6.8
5.0~7.0.
5.0~5.5
7.2~8.5
A.棉花 B.柑橘 C.茶树 D.甘草
一、 溶液的酸碱性
1. 酸碱指示剂
(1) 和 是最常用的指示剂。
(2)石蕊和酚酞的显色规律
紫色石蕊:酸 碱 中性 ;无色酚酞:酸 碱 中性无。
2. 溶液酸碱度的表示——pH
(1) pH的取值范围通常在 。
(2)溶液酸碱性和酸碱度的关系: pH<7,溶液呈 性,pH数值越小酸性越 ; pH=7,溶液呈 性; pH>7,溶液呈 性,pH数值越大碱性越 。
(3)pH的粗略测定:将pH试纸置于 的 上,用 蘸取待液后沾到pH试纸上,尽快将试纸呈现的颜色与 对比,就可以得出待测液的pH。
实践应用
1.用pH试纸测定某溶液的pH时,先将pH试纸用水湿润,再蘸取待测液滴在pH试纸上,则测得的pH与实际值相比
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.无法确定
2.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
二、中和反应
1. 中和反应
(1)定义:酸和碱作用生成盐和水的反应。
(2)微观本质: 酸中的氢离子与碱中的氢氧根离子结合成水分子,即: H++OH-=H2O。
(3)应用:调节溶液、土壤的 或降低环境中酸、碱的含量;处理工厂的废水:若污水中酸含量超标,则可利用 中和。治疗胃酸过多的药物中常含有 性物质。用定型剂所含的 中和烫卷剂(烫直剂)使用后剩余的 ,避免损伤发质。
实践应用
1.某化学兴趣小组在跨学科实践活动中发现,赤红壤是我国台湾省等地区的主要土壤类型之一,其pH多在5.0~5.5之间,土壤中铁元素含量较丰富。下列有关赤红壤说法或做法正确的是
A.可以用pH试纸来测定赤红壤的弱酸度
B.赤红壤中的铁元素往往以单质的形式存在
C.赤红壤适合种植碱性条件下生长的农作物
D.可以通过熟石灰来调节改良赤红壤的酸碱环境
2.某实验小组用传感器探究氢氧化钠溶液与稀盐酸反应过程中温度和的变化情况。测定结果分别如下图所示。下列说法错误的是
A.反应的化学方程式为 B.反应过程中有热量放出
C.该实验是将氢氧化钠溶液加入稀盐酸溶液中 D.时,溶液中溶质为
考点一 溶液的酸碱性
【例1】将自制的紫薯汁滴入NaOH溶液、稀盐酸、蒸馏水中,分别呈现绿色、红色、紫色,则紫薯汁滴入石灰水中最可能呈现的颜色是
A.红色 B.绿色 C.紫色 D.无色
解题要点
紫色石蕊,遇酸变红,遇碱变蓝;无色酚酞,遇碱变蓝,遇酸不变色。
【变式1-1】天宫课堂中,宇航员通过实验呈现了“奥运五环”,实验中使用了指示剂溴百里酚蓝,绿色溴百里酚蓝溶液在不同环境中的显色情况如表格:下列溶液能使溴百里酚蓝溶液变为黄色的是
溶液
中性溶液
碱性溶液
酸性溶液
颜色
绿色
蓝色
黄色
A.醋酸溶液 B.氯化钠溶液 C.氢氧化钾溶液 D.碳酸钠溶液
【变式1-2】在pH=3的白醋中滴加紫色石蕊溶液,溶液变
A.紫色 B.红色 C.蓝色 D.无色
考点二 用pH试纸测定溶液的酸碱度
【例2】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
A.A B.B C.C D.D
解题要点
pH试纸不能用水湿润、不能伸进溶液中,应该放在干燥的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒将待测液沾到pH试纸上,再将试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH值。
【变式2-1】在“探究盐城东部海边盐碱地土壤酸碱度对农作物生长的影响”的跨学科实践活动中,小组同学做了系列实验,以下是部分实验操作,其中操作有误的是
A.土壤加入蒸馏水搅拌 B.取上层清液
C.检测酸碱性 D.测pH
【变式2-2】下列“检测土壤浸出液的酸碱性”实验操作示意图中,不规范的是
A.加水搅拌 B.倾倒上层浸出液
C.测酸碱性 D.测pH
考点三 测定土壤酸碱性实验中的其他实验操作
【例3】探究土壤酸碱性对植物生长的影响,下列实验操作错误的是
A.称量土壤样品 B.量取一定体积的水
C.将土壤和水混合 D.测土壤浸出液的pH
解题要点
熟悉物质的溶解、溶液的倾倒、滴管的使用、过滤、pH试纸的使用等。
【变式3-1】在农业生产中,常根据土壤和植物种植情况来调节土壤酸碱度。化学兴趣小组进行了测定土壤酸碱度的实验,下列操作中正确的是
A.取土壤颗粒
B.加水
C.过滤
D.测定pH
A.A B.B C.C D.D
【变式3-2】定期检测是保护东北黑土地的重要举措,下列提取土壤浸出液并进行酸碱性检验的操作正确的是
A.取土壤样品 B.溶解土壤样品
C.过滤得浸出液 D.测定滤液pH
考点四 中和反应
【例4】小颖同学在常温下进行了稀盐酸和氢氧化钠溶液中和反应的实验探究,并利用数字传感器借助计算机绘制出了溶液pH变化曲线,如图所示。下列有关说法中,不正确的是
A.开始烧杯中盛的是氢氧化钠溶液
B.在b点时烧杯中的溶液呈中性
C.若向c点溶液中加入硝酸银溶液,出现白色沉淀,则说明盐酸过量
D.中和反应的微观实质,是氢离子H+和氢氧根离子OH-结合生成水分子
解题要点
1.无明显现象的中和反应需要借助酚酞溶液判断反应是否恰好完全进行。
2.中和反应是放热反应。
3.中和反应的微观实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子。
【变式4-1】如图所示,U形管中是滴有酚酞溶液的蒸馏水,向左、右两管中同时逐滴滴加一定量氢氧化钠溶液和稀盐酸,充分反应后U形管中溶液全部呈无色。下列说法不正确的是
A.开始时左管溶液呈红色,右管溶液呈无色
B.充分反应后溶液呈无色,则溶液中和个数比为1:1
C.该实验可以证明氢氧化钠溶液和稀盐酸发生了化学反应
D.充分反应后溶液中的溶质一定含有NaCl
【变式4-2】室温下,向一定体积10%的氢氧化钠溶液中滴加10%的盐酸,测得溶液温度变化与加入盐酸体积的关系如表(△t为溶液实时温度与初始温度差),其中表述正确的是
A.滴加盐酸的全过程中,持续发生反应并放出热量
B.反应过程中,氢氧化钠在混合溶液中的浓度逐渐减小
C.滴加盐酸的全过程中,氯化钠的溶解度逐渐增大
D.滴加盐酸的过程中,溶液的碱性逐渐增强
【变式4-3】实验小组用传感器探究稀NaOH溶液与稀盐酸反应过程中温度和pH的变化,测定结果如图所示。下列说法错误的是
A.反应过程中有热量放出
B.该实验是将稀盐酸滴入稀NaOH溶液
C.30s时,溶液中溶质为HCl和NaCl
D.40s时,氢氧化钠与盐酸恰好完全反应
考点五 酸碱性对农作物生长的影响
【例5】茶树适宜在pH为5-6的土壤中生长,茶叶中含锌、硒、茶氨酸(化学式为C7H14O3N2)等多种成分,下列说法不正确的是
A.茶氨酸由碳、氢、氧、氮四种元素组成
B.茶叶中的锌、硒指的是元素
C.一个茶氨酸分子中含有3个氧原子
D.用大量熟石灰改良茶树土壤,使其更好生长
解题要点
1.无明显现象的中和反应需要借助酚酞溶液判断反应是否恰好完全进行。
2.中和反应是放热反应。
3.中和反应的微观实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子。
【变式5-1】郁金香适宜生长在微酸性沙质土壤中。如下的土壤中,最适宜种植郁金香的是
A.9.2 B.8.5 C.7.0 D.6.3
【变式5-2】土壤是植物生长发育的基质,某地区土壤pH≈9.结合下表可知该地区适合种植的作物为
作物
小麦
燕麦
大豆
海水稻
适宜生长的pH范围
6.0~7.0
6.0~7.5
6.5~7.5
8.0~9.2
A.小麦 B.燕麦 C.大豆 D.海水稻
【变式5-3】经测定该校园土壤浸出液能使牵牛花汁液变红,则该土壤最不适宜种植的作物是
作物
茶树
薄荷
马铃薯
玉米
最适宜生长的pH范围
5.0~5.5
7.0~8.0
4.8~5.5
6.0~7.0
A.茶树 B.薄荷 C.马铃薯 D.玉米
基础达标
1.(2025·山东泰安·中考真题)被蚊虫叮咬,皮肤会出现红肿痛痒,这是因为蚊虫向人的皮肤“注射”了“蚁酸”(一种酸)。为减轻痛痒,可在叮咬处涂抹
物质
食醋
西红柿汁
食盐水
肥皂水
pH
2~3
4~5
7
9~10
A.食醋 B.西红柿汁 C.食盐水 D.肥皂水
2.(2025·河北石家庄·三模)在“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”的跨学科实践活动中,兴趣小组做了系列实验,下列相关实验操作不规范的是
A.加水搅拌 B.倾倒出上层清液
C.检验酸碱性 D.测定pH
3.(2025·安徽淮北·模拟预测)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.(2025·河北邯郸·二模)下列是几种农作物最适宜种植的pH,某地区的土壤pH≈8,适合该地区种植的农作物是
A.小麦6.0~7.0 B.柑橘树5.0~7.0
C.大豆6.5~7.5 D.甘蔗6.0~8.0
5.(2025·内蒙古巴彦淖尔·三模)下列物质的性质与用途对应关系错误的是
选项
物质
性质
用途
A
甲烷
可燃性
作燃料
B
石墨
质软且滑
制作电极
C
氮气
化学性质不活泼
焊接金属时作保护气
D
熟石灰
碱性
处理酸性土壤
A.A B.B C.C D.D
6.(2025·上海·二模)为了控制稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应,最佳的操作是
A. B.
C. D.
7.(2024·天津河西·二模)某地区土壤显微酸性,从土壤的酸碱性考虑,在该地区不适宜种植的作物是
A.茶:最适宜的pH:4.5-5.5
B.甘草:最适宜的pH:7.2-8.5
C.油菜:最适宜的pH:5.8-6.7
D.西瓜:最适宜的pH:6.0-7.0
8.(2024·湖南长沙·一模)长沙某地区的土壤呈弱酸性,根据表中信息判断,下列农作物不适宜在该地区种植的是
选项
A
B
C
D
农作物
茶树
油菜
水稻
甘草
适宜生长的Ph
5.0-5.5
5.8-6.7
6.0-7.0
7.2-8.5
A.A B.B C.C D.D
9.(2024·上海崇明·二模)小麦适合在弱酸性土壤中生长,下列土壤的pH最适合小麦生长的是
A.6.3 B.8.5 C.9.5 D.10.2
10.(2025·山东聊城·二模)认识化学反应有多种视角。图一是氢氧化钠与盐酸反应的实验,图二、图三是实验过程中用传感器测定的pH、温度分别与X溶液的质量关系图。
(1)定性视角
①从物质变化上看:胶头滴管中是 溶液。F点对应的溶液中溶质有 。
②从能量变化上:氢氧化钠溶液与盐酸的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)定量视角
①当X溶液的质量为 g时,氢氧化钠与盐酸恰好完全反应。反应的化学方程式为 ,D、E、F三点对应溶液中所含溶质NaCl的质量大小关系是 (填字母)。
A. B. C.
②用的氢氧化钠溶液处理工业废水中的稀盐酸100g,处理后废水呈中性,废水中氯化氢的质量分数是 。
(3)微观视角
氢氧化钠溶液与盐酸反应的实质是 。
11.(2025·江苏苏州·二模)水稻适宜在pH6.0-7.5之间的土壤中生长,土壤盐碱化会影响水稻的正常生长和发育。某兴趣小组对盐碱地成因、成分及其改良方法进行了相关研究。
任务一:调查盐碱地的成因
[查阅资料]盐碱地是由于土壤底层或地下水的盐分上升到地表,经风吹日晒后,盐分积累在表层土壤中形成的。
(1)盐碱地的形成主要是 (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)造成的。
任务二:探究盐碱地的盐碱成分
(2)检测酸碱性:配制土壤浸出液,用玻璃棒蘸取浸出液滴到 上,与标准比色卡比较,读出pH≈10.该土壤浸出液呈 性。
(3)检验盐碱成分:经检验,盐碱地土壤中主要阳离子为Na+。为确定还含有哪些阴离子,小组同学取少量土壤浸出液进行实验。
① 取少量土壤浸出液于试管中,滴加足量稀盐酸,观察到 ,说明含有。
② 另取少量土壤浸出液于试管中,滴加足量 (选填“稀硝酸”或“稀盐酸”),再加入硝酸银溶液,产生白色沉淀,说明含有Cl-。
任务三:认识盐碱地改良方案
方案1:水利改良(降低盐分)
(4)水利改良的原理是通过大量灌水冲洗,从而使土壤溶液盐分浓度 (填“>”或“<”)细胞内细胞液中盐分浓度,有利于植物吸收水分。
(5)为探究水利改良是否能对降低土壤的碱度,兴趣小组同学向100mL0.1%的碳酸钠溶液(pH为10.53)中加蒸馏水,并对溶液pH随加水体积所发生的变化进行记录如下表。水利改良在降低土壤碱度方面的局限性主要是 。
加水体积/mL
200
500
1000
2000
4000
8000
16000
32000
64000
128000
pH
10.32
9.88
9.57
9.20
8.85
8.56
8.28
8.06
7.95
7.90
方案2:化学改良(降低碱度)
(6)兴趣小组同学向40mL0.1%的碳酸钠溶液中滴加40mL0.07%的盐酸,测定溶液的pH变化如图1所示。当加入40mL盐酸时,溶液中的阳离子为 (写符号)。
(7)煤电厂脱硫废渣主要成分是硫酸钙(微溶于水,其水溶液呈中性),可用于改良土壤碱性。小组同学向40mL0.1%碳酸钠溶液中滴加40mL硫酸钙悬浊液(1g/100mL水),测定溶液的pH变化如图2所示。实验中使pH减小的反应方程式为 。
综合应用
12.(2025·福建厦门·模拟预测)在“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”的跨学科实践活动中,小组同学做了系列实验。下列说法错误的是
A.土样采集:选取校园1个采集点进行土样采集
B.测土壤pH:pH为8,说明土壤浸出液为碱性
C.改良方案:若校园花坛土壤酸性,过强,可施用熟石灰改良
D.实践小结:不同酸碱性的土壤适宜种植不同植物
13.(2025·安徽合肥·二模)某化学兴趣小组在“探究土壤酸碱性对植物影响”跨学科实践活动中发现,广西赤红壤适宜菠萝、香蕉等多种经济作物生长,其pH多在5.0~5.5之间,土壤中铁元素含量较丰富。下列有关赤红壤说法或做法正确的是
A.可使用pH试纸来准确测定赤红壤的pH
B.赤红壤中的铁元素主要以单质形式存在
C.赤红壤适合种植酸性条件下生长的农作物
D.可通过加氢氧化钠的方法来改良赤红壤
14.(2025·陕西宝鸡·模拟预测)农作物间作套种能充分利用土地资源,提高农作物产量。几种农作物适宜生长的pH范围如表所示,在其他条件相同的情况下,不适合实施间作套种的农作物是
A.韭菜、蓝莓 B.猕猴桃、番茄 C.番茄、苹果 D.苹果、韭菜
15.(2025·内蒙古·中考真题)兴趣小组开展了“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”跨学科实践活动。下列有关实验操作规范的是
A.称量土样 B.量取蒸馏水
C.溶解土样 D.测酸碱度
16.(2025·四川成都·二模)土壤酸碱性对植物生长具有重要意义。为提高我校劳动实践基地(以下简称“基地”)的农作物产量,张老师带领化学兴趣小组进行了如下实验探究。
任务一 测定土壤酸碱性
同学们选取一定量的土壤样本与蒸馏水按质量比1:5的比例在烧杯中混合,充分搅拌后,先静置一段时间,再过滤,获得土壤浸出液,然后检测土壤浸出液的酸碱度。
(1)在基地里确定5个位置进行取样,如图所示取样位置设定合理的是___________(填字母)。
A. B. C.
(2)静置后再过滤的目的 。
(3)某同学测pH的操作如图所示,则结果 (选填“偏大”、“偏小”或“不确定”)。
(4)同学们查阅到我国土壤性质分级标准如下表所示,用pH计测得基地土壤浸出液的pH如图2所示。按照土壤性质分级标准,该土壤呈 性。
pH范围
<4.5
4.5~5.5
5.5~6.5
6.5~7.5
7.5~8.5
土壤性质分级
强酸性
酸性
弱酸性
中性
弱碱性
任务二 探究不同酸碱性的土壤对植物生长的影响
(5)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。
(6)综合考量,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长长度的数据,并将数据绘制图像如下。分析图像,得出的结论为 。
(7)同学们查阅资料得知,不同农作物适宜生长的pH范围如下表,其中最适合在基地种植的农作物是 。
农作物名称
花生
大豆
地瓜
土豆
适应范围(pH)
4.7-8.0
5.0-8.0
5.0-8.0
5.0-6.5
任务三 制定酸性土壤改良方案
(8)小组同学在张老师的指导下,根据酸的化学性质设计方案改良基地的土壤。常用的改良剂的价格如下表所示,最适合的是 。
物质
价格/25千克
Na2CO3
110元
NaHCO3
114元
Ca(OH)2
52元
(9)假设土壤中的酸性物质为硫酸,写出用熟石灰改良酸性土壤的化学方程式 。
拓展培优
17.(2025·山东青岛·二模)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
18.某校同学进行“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”实践活动,测定校园内空地的土壤酸碱度。甲、乙、丙、丁四个小组分别进行如下实验:取样:各小组按照要求,采集土壤样品。
处理土壤样品:各小组分别用托盘天平称取土壤样品并放入烧杯中,用量筒量取蒸馏水(水的密度可近似看作),倒入盛有土壤样品的烧杯中,用玻璃棒搅拌,使土壤充分溶解,静置一段时间后过滤,滤液待用。
(1)①量取水时选择的仪器是 (填“10”或“100”)量筒;
②溶解操作中玻璃棒的作用是 。
测定:各小组分别用计测定(2)中所得滤液的,结果如下表所示:
组别
甲
乙
丙
丁
pH
5.6
6.2
5.6
5.7
(2)①根据测定结果,说明该空地土壤呈 (填“酸”或“碱”)性;
②实验反思:乙组同学测定结果与其他三组比较相差较大,同学们进行实验反思。
(3)如图所示,下列操作可能会造成测定结果pH偏大的是_____(填字母序号)。
A. 称量土壤样品
B. 量取蒸馏水
C. 将量取得的水倒入烧杯
D. 过滤土壤浊液
(4)分析结果:
①针对该校园地区土壤酸碱性,以下作物中,适合在该地区种植的是 (填字母序号);
植物
A.葡萄
B.芹菜
C.杏树
D.樱桃
pH
6.3~7.5
6.3~7.6
6.5~8.5
5.6~7.0
②芹菜营养丰富,具有预防心血管疾病的作用。若要在该空地种植芹菜,可用 (填化学式)改良该空地土壤。
19.为了研究土壤酸碱性对植物生长的影响,某校化学兴趣小组的同学们在老师的指导下开展了项目式学习的探究。
任务一:测定土壤的酸碱性
【进行实验】
(1)步骤如下:
步骤1:取农田里五份不同位置的5g土样于烧杯中,分别加入10mL蒸馏水,充分搅拌后静置,澄清后过滤;
步骤2:用玻璃棒分别蘸取少量滤液滴加到pH试纸上,试纸显色后与 对照读数。
【实验记录】同学们分别进行了五次实验测定土壤滤液的酸碱度,实验数据记录如下:
滤液1
滤液2
滤液3
滤液4
滤液5
测得的pH
5
6
6
5
5
【实验结论】
(2)该土地的土壤呈 性。
任务二:探究当地土壤酸碱性的成因
【调查咨询】同学们向当地种植户咨询土壤酸碱度的成因,据种植户介绍,该土地之前施用过大量氯化铵化肥,土壤中可能有氯化铵残留。
【教师指导】氯化铵的水溶液显酸性,长期施用氯化铵化肥会造成土壤酸化。
【猜想假设】该土壤中可能含有氯化铵。
【进行实验】
(3)
实验步骤
实验现象或化学方程式
实验结论
步骤1:取少量土壤溶液于一支试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液并加热
现象
有
氯化铵有残留
步骤2:另取少量土壤溶液于另一支试管中,滴加少量的
反应的化学方程式
有Cl-
【反思评价】
(4)步骤1中发生反应的化学方程式为 。
任务三: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K2CO3)等。
【进行实验】
同学们取两份相同的土壤样品各500g,分别加入1L水,充分搅拌后静置,测得上层清液pH=5,再分别加入0.2g不同的改良剂,充分搅拌后静置,测上层清液的pH,得到下表结果。
加入的改良剂
熟石灰
草木灰
测得的pH
11
6
【分析交流】
(5)现需将此酸性土壤改良为pH约等于9,熟石灰和草木灰两种改良剂最好选用 。
(6)与熟石灰相比,用草木灰改良酸性土壤的优点是 。
(7)若同学们采用熟石灰降低农田土壤的酸性,但效果不明显。小明同学提出可能是熟石灰已变质了,写出验证熟石灰已经变质的实验方法 (写出操作、现象和结论)。
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