内容正文:
跨学科实践活动9 探究土壤酸碱性对植物生长的影响
人教版《化学》九年级(下册) 导学案
一、学习目标(四维核心素养)
通过测定土壤浸出液的酸碱性,建立溶液酸碱性与酸碱度的化学观念;运用控制变量、比较与归纳的方法,分析土壤酸碱性影响植物生长的规律,发展科学思维;经历取样、浸取、测定、试种、改良的完整探究过程,提升科学探究与实践能力;关注我国土壤酸碱性分布与农业生产实际,树立因地制宜、科学改土、保护土壤资源的科学态度与社会责任。
二、学习重点与难点
重点:学会测定土壤浸出液酸碱性的基本方法,知道不同植物生长所适宜的酸碱性范围。难点:设计并实施控制变量的对比实验,分析土壤酸碱性影响植物生长的原因,提出合理改良土壤的方案,并能结合我国“南酸北碱”的分布特点作出因地制宜的种植与改土建议。
三、课前预习案
(一)知识回顾·选一选
1. 下列关于溶液酸碱性的说法,正确的是( )
A. 能使紫色石蕊试液变红的溶液呈碱性
B. 能使无色酚酞试液变红的溶液呈酸性
C. 酸性溶液能使紫色石蕊试液变红
D. 碱性溶液不能使紫色石蕊试液变色
2. 测定溶液酸碱度时,下列操作方法正确的是( )
A. 把pH试纸直接浸入待测液中
B. 先把pH试纸用水润湿,再蘸取待测液
C. 用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液,滴在pH试纸上,与标准比色卡对照
D. 把待测液倒在pH试纸上,再拿到阳光下观察
3. 下列物质中,常用于改良酸性土壤的是( )
A. 食盐 B. 熟石灰 C. 白醋 D. 烧碱
4. 某地土壤浸出液加入紫色石蕊试液后变为蓝色,说明该地土壤( )
A. 呈酸性 B. 呈中性 C. 呈碱性 D. 无法判断
(二)自主预习·填一填
5. 溶液的酸碱性强弱程度常用“酸碱度”来表示。酸性溶液的酸碱度数值越小,酸性越________;碱性溶液的酸碱度数值越大,碱性越________;当酸碱度数值约等于7时,溶液呈________性。
6. 测定土壤酸碱性时,先把土壤样品与蒸馏水按一定比例混合、搅拌、静置,得到的上层液体叫做土壤________液。
7. 我国土壤酸碱性分布具有明显的地域特点:华东、华南地区多为________性土壤,华北、西北地区多为中性或________性土壤,常被概括为“南________北________”。
8. 不同植物对土壤酸碱性的适应能力不同。例如茶树适宜生长在偏________性的土壤中,而大多数蔬菜、果树更适宜在接近________的土壤中生长。
(三)联系生活·想一想
9. 小明家的花盆里,花草总是长得不好,叶片发黄。他怀疑盆土太酸或太碱。请你帮他想办法:在家里可以用什么简易用品粗略判断盆土浸出液的酸碱性?写出你的做法。
10. 农民常说“种啥土,长啥庄稼”。结合生活经验,说一说:为什么同一种庄稼种在不同地块,长势会明显不一样?这与土壤的哪些性质有关?
四、课中探究案
(一)探究活动一:土壤样品的采集与浸出液的配制
【提出问题】怎样才能取到有代表性的土壤样品,并得到可供测定的土壤浸出液?
【方法指引】在同一块地里,用小铲在不同位置、相同深度各取少量土样,混合均匀后除去碎石、草根,晾干、研碎。再把土样放入烧杯,加入蒸馏水,搅拌后静置,待上层液体澄清,即为土壤浸出液。
11. 采集土壤样品时,为什么要在不同位置、相同深度多点取样,再混合成一个样品?
12. 配制土壤浸出液时,加入蒸馏水而不用自来水,主要是为了避免什么?
13. 静置后要取上层澄清液体进行测定,而不能直接把浑浊的土水混合物滴到试纸上,原因是什么?
(二)探究活动二:测定土壤浸出液的酸碱性
【实验探究】甲、乙两个小组分别从校园花坛和操场边取土,配成浸出液,按规范方法用pH试纸测定,并记录每次测定的结果,最后取较为接近的数值作为本组结论。
14. 测定时,若把pH试纸事先用水润湿,再滴加土壤浸出液,对测定结果会产生什么影响?请分别说明测定酸性土壤和碱性土壤时的偏差方向。
15. 两个小组对同一份浸出液多次测定,结果略有不同。下列处理最合理的是( )
A. 只记录第一次的结果
B. 随意挑一个最“好看”的结果
C. 多次测定后,取比较接近的数值作为结论,并如实记录全部数据
D. 把相差较大的数据偷偷改掉
16. 请把下列测定土壤酸碱度的操作步骤重新排序(只填字母):________。
A. 与标准比色卡对照,读出酸碱度数值
B. 用洁净干燥的玻璃棒蘸取土壤浸出液
C. 在白瓷板上放一小段pH试纸
D. 把浸出液滴在pH试纸上
(三)探究活动三:调查我国土壤酸碱性的分布
【资料呈现】我国地域辽阔,气候、成土母质和耕作方式差异很大。华东、华南地区降水充沛,土壤中的碱性成分易被雨水淋洗,土壤多呈酸性;华北、西北地区降水较少,蒸发旺盛,盐分和碱性物质容易在土壤中积累,土壤多呈中性至碱性。
17. 下列四省区中,土壤整体偏酸性的一组是( )
A. 广东、江西 B. 河北、新疆 C. 甘肃、内蒙古 D. 宁夏、山西
18. 华南地区土壤偏酸,主要与下列哪一因素关系最密切( )
A. 降水充沛,淋溶作用强 B. 地势高峻,气候寒冷
C. 耕地面积广大 D. 农作物种类多
19. 联系地理知识分析:为什么西北地区多碱性土,而东南丘陵多酸性红壤?请从降水与蒸发的角度作出简要解释。
(四)探究活动四:土壤酸碱性对植物生长的影响
【实验设计】某兴趣小组探究土壤酸碱性对绿豆种子萌发和幼苗生长的影响。他们取相同数量、饱满程度相近的绿豆种子,分别种在盛有等量、同一种土壤的花盆中;只向各组浇入酸碱度不同、体积相同的清水,其余光照、温度、通风等条件完全相同且适宜。一段时间后观察种子萌发和幼苗长势。
20. 该实验中,“土壤种类、种子数量、浇水体积、光照温度”等条件保持相同,这种做法在科学探究中叫做控制________变量。这样做的目的是________________________________。
21. 下表是四种作物适宜生长的酸碱度范围。某地经测定土壤浸出液呈弱碱性(数值约7.5到8.0)。
作物
适宜生长的酸碱度范围
茶树
约5.0~5.5
西瓜
约6.0~7.0
棉花
约6.5~8.0
马铃薯
约4.8~5.5
结合表中数据,该地最适宜种植的作物是( )
A. 茶树 B. 西瓜 C. 棉花 D. 马铃薯
22. 实验观察到:在偏酸过强和偏碱过强的土壤中,绿豆种子萌发率低、幼苗瘦弱、叶片发黄;而在接近中性的土壤中,种子萌发整齐、幼苗粗壮。由此可以得出的结论是:________________________________。
23. 有同学提出:“只要把土壤调成酸性,所有植物都能长得更好。”你是否同意这一观点?请结合本探究举例说明理由。
(五)探究活动五:土壤改良与种植建议
【联系实际】长期过量施用某些化肥,会使一些农田土壤逐渐变酸;而在盐碱地区,土壤碱性过强也会影响作物出苗。生产上常通过向酸性土壤中撒施适量熟石灰来降低酸性,也可通过增施有机肥、合理灌溉等方式改良土壤。
24. 农业生产中改良酸性土壤,常选用熟石灰,而不选用腐蚀性强的烧碱。这样选择的主要理由是________________________________。
25. 某地为酸性红壤,计划种植茶树,但附近另有一片呈弱碱性的地块。请你为当地提出合理的种植安排建议,并简要说明依据。
26. 综合本活动,把“测定土壤酸碱性→判断适宜作物→提出改良或种植建议”的思路,用自己的话整理成一份简明的活动结论。
五、板书设计
跨学科实践活动9 探究土壤酸碱性对植物生长的影响
一、怎样测定:取样多点混合 → 配土壤浸出液 → pH试纸规范测定 → 对照比色卡读数
二、酸碱性与生长:酸性土(数值小)/中性(约7)/碱性土(数值大);不同作物适宜范围不同
三、我国分布:南酸北碱(华东华南偏酸,华北西北偏碱)
四、对植物的影响:过酸过碱都不利于萌发与生长,接近中性多利于健壮生长
五、改良与应用:酸性土施适量熟石灰、增施有机肥;因地制宜选择作物、科学改土
六、参考答案
1. C。酸性溶液能使紫色石蕊试液变红;使酚酞变红的是碱性溶液。
2. C。试纸不能直接浸入待测液,也不能预先用水润湿。
3. B。熟石灰可中和、改良酸性土壤;食盐呈中性,白醋为酸性,烧碱腐蚀性过强。
4. C。使石蕊变蓝说明浸出液呈碱性。
5. 强;强;中。
6. 浸出。
7. 酸;碱;酸;碱(南酸北碱)。
8. 酸;中性。
9. 可取少量盆土用凉开水浸泡、静置,用紫色牵牛花汁或紫甘蓝汁等自制指示剂滴入浸出液,观察颜色变化粗略判断酸碱性;也可使用市售pH试纸测定。
10. 不同地块的土壤酸碱性、肥力、排水和质地不同,而每种庄稼对土壤酸碱性等条件有特定要求,因此长势不同。
11. 多点、同深度取样再混合,可避免个别位置土壤的偶然性,使样品更能代表整块地的平均情况,结论更可靠。
12. 自来水本身可能呈一定酸碱性或含有杂质,会干扰对土壤本身酸碱性的测定;用蒸馏水可排除这一影响。
13. 浑浊液中的泥沙会沾污、遮盖试纸,影响与比色卡的对照,使读数不准。
14. 试纸润湿相当于把待测液稀释。测酸性土壤时,酸性被稀释,读数会偏大(偏向中性);测碱性土壤时,碱性被稀释,读数会偏小(偏向中性)。
15. C。多次测定、取较接近数值并如实记录,是科学求实的做法。
16. C → B → D → A。
17. A。广东、江西位于南方湿润地区,土壤偏酸。
18. A。降水充沛、淋溶作用强是华南土壤偏酸的主要原因。
19. 东南丘陵降水多,雨水长期淋洗,把土壤中碱性成分冲走,土壤多呈酸性红壤;西北降水少、蒸发强,盐分和碱性物质易在地表积累,故多呈碱性。
20. (一个)变量;排除其他条件差异对实验结果的干扰,使结果差异只能由土壤酸碱性这一因素引起。
21. C。棉花适宜范围约6.5~8.0,与该地弱碱性最吻合。
22. 土壤过酸或过碱都不利于绿豆种子萌发和幼苗生长,在接近中性的土壤中萌发和生长情况最好。
23. 不同意。不同植物对酸碱性适应不同,如茶树喜偏酸土壤,而棉花、多数蔬菜喜中性至弱碱;把所有土壤都调成酸性并不利于普遍生长,应因地制宜。
24. 熟石灰既能中和酸性、改良土壤,又腐蚀性较弱、较安全、成本较低;烧碱腐蚀性强、危险且不易控制用量。
25. 茶树喜偏酸土壤,应把茶树安排在酸性红壤地块;弱碱性地块更适合种植棉花等耐碱作物,不宜勉强种茶树,以免长势差。
26. 先规范测定本地土壤浸出液的酸碱性,再对照各种作物适宜范围挑选合适作物;过酸可适量施熟石灰并增施有机肥改良,过碱可结合合理灌溉、选用耐碱作物,做到因地制宜、科学种田。
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