2026-2027学年高一上学期地理人教版必修第一册 第五章 第二节 探究土壤的主要形成因素任务清单

探究土壤的主要形成因素 实验学习任务清单 一、预习与理论知识准备 1. 了解氧化铁： 研究氧化铁（Fe2O3 ）的化学性质。 了解氧化铁在自然环境中的存在形式及其颜色特征。 2.学习化学反应原理： 掌握氧化铁在酸性条件下的溶解反应。 理解铁离子（Fe³+ ）与硫氰酸钾（KSCN）的反应原理及颜色变化。 3.安全知识： 学习实验室安全规则；了解稀盐酸和硫氰酸钾的安全处理方法。 二、实验材料准备 1.准备实验器材： 确保所有实验器材（红壤样本、药勺、研钵与研杵、烧杯、玻璃棒、漏斗及滤纸、 试管、胶头滴管、稀盐酸、硫氰酸钾溶液）齐全；检查器材的完好性和适用性。 2.实验环境准备： 确保实验室通风良好；准备实验台和必要的防护用品（如防护眼镜、实验服）。 三、实验步骤执行 1.取样与研磨： 按照指导老师的示范，使用研钵与研杵将红壤样本研磨成细粉末。 2.溶解与过滤： 在烧杯中加入适量的稀盐酸，然后缓慢加入研磨后的红壤粉末，用玻璃棒充分搅 拌。 3.使用漏斗和滤纸过滤混合物，得到澄清的滤液。 4.检验与观察： 取少许滤液置于试管中，滴加几滴硫氰酸钾溶液；仔细观察溶液的颜色变化，并 记录观察结果。 四、数据记录与分析 1.记录实验数据： 记录实验过程中的关键步骤和观察结果；特别注意溶液颜色变化的时间点和程度。 2.分析实验结果： 根据观察结果分析红壤中是否含有氧化铁；探讨可能的实验误差来源及其对结果 的影响。 五、实验报告撰写 1.撰写实验报告： 按照学校或老师的格式要求撰写实验报告；包括实验目的、原理、步骤、数据记 录、结果分析、结论等部分。 2.准备实验展示： 准备一份简短的实验展示或口头报告，以便向同学或老师展示你的实验结果和分 析。 六、反思与讨论 1.实验反思： 回顾实验过程，思考哪些步骤执行得顺利，哪些步骤遇到了困难；分析实验误差 的可能原因，并提出改进措施。 2.小组讨论： 与同学分享你的实验结果和观察；讨论不同红壤样本对实验结果的影响；探讨氧 化铁在自然环境中的其他应用或意义。 通过完成这份学习任务清单，学生将能够全面了解并执行“证明红壤中的红色是 因为含有氧化铁 ”的实验，同时提高他们的实验操作能力、数据分析能力和科学 报告撰写能力。 实验记录表 1：证明红壤中的红色是因为含有氧化铁 实验日期： 姓名： 1.实验目的：证明红壤中的红色来源于氧化铁 2.实验原理：氧化铁在酸性条件下溶解生成铁离子，铁离子与硫氰酸钾反应生成 血红色络合物 3.实验器材：红壤样本（适量）、研钵与研杵（1 套）、烧杯（2 个）、玻璃棒 （1 根）、漏斗及滤纸（1 套）、试管（2 支）、胶头滴管（1 支）、稀盐酸（适 量）、硫氰酸钾（KSCN）溶液（适量）。 4. 观察记录表 实验步骤 操作描述 观察记录 1.取样与研 磨 使用研钵与研杵将红壤样本研磨 成细粉末 红壤样本研磨后呈 色粉末 2.溶解 在烧杯中加入适量的稀盐酸，缓慢 加入研磨后的红壤粉末，用玻璃棒 充分搅拌 溶解过程中，溶液呈 色，有 产生（如气泡、沉淀等） 3.过滤 使用漏斗和滤纸过滤混合物，得到 澄清的滤液 滤液呈 色，滤纸上残留物呈 色 4.检验 取少许滤液置于试管中，滴加几滴 硫氰酸钾溶液 滴加硫氰酸钾后，溶液颜色变为 实验结果分析： 实验结论： 实验反思与改进建议： 实验记录表 2：验证土壤中是否含有空气 实验日期： 实验小组： 1. 实验目的：通过观察实验现象，理解并验证土壤中含有空气的事实。 2. 实验原理：土壤中含有空气，土壤浸泡于水中，空气会被水排挤出，产生气 泡。 3.实验器材：土壤样本、烧杯、清水。 4.实验记录表 实验步骤 操作描述 观察记录 1.准备阶段 准备 3 个烧杯，并在 3 个烧杯 中都装入等量的清水。 器材准备情况： 2.浸泡土块 将采集的土壤样本倒入烧杯 中，直至水面完全淹没土壤， 确保土壤被充分浸泡，观察现 象。 观察记录： 3.实验结束 清理实验区域。 实验结果分析： 实验结论： 实验反思与改进建议： 实验记录表3：燃烧土壤以证明土壤中含有水分与腐殖质 实验日期： 实验小组： 1. 实验目的：通过燃烧土壤，观察并分析土壤中的现象；证明土壤中是否含有水分与腐殖质。 2. 实验原理：腐殖质是土壤中的有机物质，具有可燃性；燃烧土壤时，水分会蒸发，预冷会出现白色水汽，腐殖质会发生热解和燃烧反应，产生特定现象。 3. 实验器材：酒精灯、石棉网、铁架台、样土。 4. 实验记录表 实验步骤 操作描述 观察记录 1.准备阶段 检查实验材料是否齐全， 将土样置于石棉网上。 2.加热土壤 将石棉网用铁架台固定，用勺子将适量的样土放置于石棉网上，点燃酒精灯，将酒精灯置于石棉网下方，对样土进行加热，观察土壤的颜色变化（如颜色变浅、发白等）。 3.燃烧过程 继续加热，直至土壤开始燃烧（若发生）；注意是否有焦糊味或刺激性气味产生；记录燃烧过程中的现象 4.实验结束 熄灭酒精灯，让石棉网冷却，清理实验区域。 实验结果分析： 实验结论： 实验反思与改进建议： 实验记录表4：模拟土壤形成的温度条件 实验日期： 实验小组： 1.实验目的：通过模拟实验，观察石片在温度变化下的风化过程，理解温度变化对土壤形成的影响。 2.实验原理：模拟温度变化对土壤形成的影响，观察岩石是否因热胀冷缩而产生破裂、碎屑等现象，从而验证温度变化对土壤形成的作用。 3.实验器材：岩石样本、酒精灯、镊子、烧杯（装冷水）、记录表。 4.实验记录表 组别 实验步骤 操作描述 观察记录 实验前 分组与样本准备 设 A、B 两组，取质地、质量相同的 3 号岩石为样本。 A组 浸泡岩石 把岩石样本浸入水中，观察有无气泡、溶解迹象等，记录现象。 B组 1.准备阶段 确保所有实验器材齐全并放置在安全位置；点燃酒精灯，并佩戴好安全眼镜。 器材准备情况： 酒精灯点燃情况： 2.灼烧石片 使用镊子夹住石片，将其置于酒精灯火焰上灼烧，直至石片表面明显变热。（注意避免直接用手触摸石片） 石片灼烧前的状态： 灼烧过程中的变化： 3.冷却观察 将灼烧后的石片放置在安全的冷却区域，让其自然冷却；观察并记录石片在灼烧和冷却过程中的任何变化，如颜色、形状、裂纹等。 冷却后的石片状态： 观察到的变化： 4.重复实验 重复步骤2和步骤3，多次灼烧并冷却石片；模拟自然界中岩石长时间受温度变化影响的过程 重复灼烧的次数： 每次灼烧和冷却后的变化： 实验结果分析： 实验结论： 实验反思与改进建议： 参考答案： 实验记录表 1：证明红壤中的红色是因为含有氧化铁 实验日期： 姓名： 1.实验目的：证明红壤中的红色来源于氧化铁 2.实验原理：氧化铁在酸性条件下溶解生成铁离子，铁离子与硫氰酸钾反应生成 血红色络合物 3.实验器材：红壤样本（适量）、研钵与研杵（1 套）、烧杯（2 个）、玻璃棒 （1 根）、漏斗及滤纸（1 套）、试管（2 支）、胶头滴管（1 支）、稀盐酸（适 量）、硫氰酸钾（KSCN）溶液（适量）。 4. 观察记录表 实验步骤 操作描述 观察记录 1.取样与研 磨 使用研钵与研杵将红壤样本研磨 成细粉末 红壤样本研磨后呈 红棕（砖红） 色粉末 2.溶解 在烧杯中加入适量的稀盐酸，缓慢 加入研磨后的红壤粉末，用玻璃棒 充分搅拌 溶解过程中，溶液呈 浅黄（棕黄）色，有 少量浑浊沉淀 产生（如气泡、沉淀等） 3.过滤 使用漏斗和滤纸过滤混合物，得到 澄清的滤液 滤液呈 淡黄色，滤纸上残留物呈 黄褐色（土黄 ）色 4.检验 取少许滤液置于试管中，滴加几滴 硫氰酸钾溶液 滴加硫氰酸钾后，溶液颜色变为血红色 实验结果分析： 滤液加入硫氰酸钾后变为血红色，说明滤液中存在 Fe³⁺；Fe³⁺来自红壤中的氧化铁与稀盐酸反应，证明红壤含有氧化铁。过滤后滤纸上残留土壤中不溶于盐酸的矿物杂质。 实验结论： 红壤的红色来自土壤中含有的氧化铁。 实验反思与改进建议： 研磨不够充分，氧化铁溶解不完全；过滤不彻底，滤液有泥沙杂质干扰颜色观察；试剂滴加量过少现象不明显。 改进：充分研磨土壤；过滤时保证滤液澄清；控制硫氰酸钾溶液滴加量；做空白对照实验。 实验记录表 2：验证土壤中是否含有空气 实验日期： 实验小组： 1. 实验目的：通过观察实验现象，理解并验证土壤中含有空气的事实。 2. 实验原理：土壤中含有空气，土壤浸泡于水中，空气会被水排挤出，产生气 泡。 3.实验器材：土壤样本、烧杯、清水。 4.实验记录表 实验步骤 操作描述 观察记录 1.准备阶段 准备 3 个烧杯，并在 3 个烧杯 中都装入等量的清水。 器材准备情况：器材准备齐全，烧杯内清水液面高度一致 2.浸泡土块 将采集的土壤样本倒入烧杯 中，直至水面完全淹没土壤， 确保土壤被充分浸泡，观察现 象。 观察记录： 土壤投入水中，土壤表面不断冒出大量气泡；部分土壤慢慢散开，水面略微浑浊 3.实验结束 清理实验区域。 将废液倒掉，清洗烧杯，整理桌面 实验结果分析： 土壤浸入水中冒出气泡，是土壤孔隙里面储存的空气被水挤压排出；说明土壤颗粒之间存在空隙，空隙里面存在空气。 实验结论： 土壤中含有空气，空气储存于土壤颗粒的孔隙之中。 实验反思与改进建议： 土块压实会减少气泡；入水速度太快气泡快速逸出来不及观察。 改进：使用原状土块，不要过度碾碎；缓慢将土壤放入水中；可以对比压实土壤和疏松土壤的气泡多少。 实验记录表3：燃烧土壤以证明土壤中含有水分与腐殖质 实验日期： 实验小组： 5. 实验目的：通过燃烧土壤，观察并分析土壤中的现象；证明土壤中是否含有水分与腐殖质。 6. 实验原理：腐殖质是土壤中的有机物质，具有可燃性；燃烧土壤时，水分会蒸发，预冷会出现白色水汽，腐殖质会发生热解和燃烧反应，产生特定现象。 7. 实验器材：酒精灯、石棉网、铁架台、样土。 8. 实验记录表 实验步骤 操作描述 观察记录 1.准备阶段 检查实验材料是否齐全， 将土样置于石棉网上。 器材完好，土壤呈暗褐色，含有少量潮湿痕迹 2.加热土壤 将石棉网用铁架台固定，用勺子将适量的样土放置于石棉网上，点燃酒精灯，将酒精灯置于石棉网下方，对样土进行加热，观察土壤的颜色变化（如颜色变浅、发白等）。 刚开始加热，土壤上方出现白雾（水汽）；土壤颜色暂时无明显变化，土壤逐渐变干 3.燃烧过程 继续加热，直至土壤开始燃烧（若发生）；注意是否有焦糊味或刺激性气味产生；记录燃烧过程中的现象 继续高温加热，闻到焦糊的烧焦气味；土壤中黑色有机质部分发黑、冒烟；土壤整体颜色变浅，由深褐色变为浅黄褐色；部分黑色物质消失 4.实验结束 熄灭酒精灯，让石棉网冷却，清理实验区域。 土壤冷却后，颜色明显变浅，黑色物质减少 实验结果分析： 初期加热出现白雾，是土壤里面的水分受热蒸发；闻到焦糊气味、黑色有机质减少，是土壤中的腐殖质（有机物）受热分解燃烧。 实验结论： 土壤中含有水分和腐殖质（有机质）；水分受热蒸发，腐殖质高温下可以燃烧分解。 实验反思与改进建议： 土壤取样太干燥看不到水汽；加热温度不够，腐殖质燃烧现象微弱。 改进：选用略微湿润的土壤样本；保证酒精灯火焰温度；可以设置未加热土样做颜色对照。 实验记录表4：模拟土壤形成的温度条件 实验日期： 实验小组： 1.实验目的：通过模拟实验，观察石片在温度变化下的风化过程，理解温度变化对土壤形成的影响。 2.实验原理：模拟温度变化对土壤形成的影响，观察岩石是否因热胀冷缩而产生破裂、碎屑等现象，从而验证温度变化对土壤形成的作用。 3.实验器材：岩石样本、酒精灯、镊子、烧杯（装冷水）、记录表。 4.实验记录表 组别 实验步骤 操作描述 观察记录 实验前 分组与样本准备 设 A、B 两组，取质地、质量相同的 3 号岩石为样本。 两块岩石外观完整，无明显裂纹 A组 浸泡岩石 把岩石样本浸入水中，观察有无气泡、溶解迹象等，记录现象。 岩石浸入冷水，几乎没有气泡，岩石没有破碎 B组 1.准备阶段 确保所有实验器材齐全并放置在安全位置；点燃酒精灯，并佩戴好安全眼镜。 器材准备情况：器材齐全 酒精灯点燃情况：酒精灯正常点燃 2.灼烧石片 使用镊子夹住石片，将其置于酒精灯火焰上灼烧，直至石片表面明显变热。（注意避免直接用手触摸石片） 石片灼烧前的状态：石片灼烧前坚硬完整 灼烧过程中的变化：灼烧后岩石发烫，表面颜色略微加深 3.冷却观察 将灼烧后的石片放置在安全的冷却区域，让其自然冷却；观察并记录石片在灼烧和冷却过程中的任何变化，如颜色、形状、裂纹等。 冷却后的石片状态： 冷却后的石片温度下降 观察到的变化： 少数岩石表面出现细微裂纹；产生细小岩石碎屑脱落 4.重复实验 重复步骤2和步骤3，多次灼烧并冷却石片；模拟自然界中岩石长时间受温度变化影响的过程 重复灼烧的次数：5-8 次 每次灼烧和冷却后的变化：岩石裂纹变多，脱落的碎石颗粒增多 实验结果分析： 反复高温灼烧、冷却，岩石受热膨胀、遇冷收缩（热胀冷缩），岩石内部产生应力，出现裂纹、剥落，岩石破碎变成细小碎屑；A 组只泡水的岩石没有明显破碎，对比说明温度变化是岩石风化重要动力。 实验结论： 温度反复变化（热胀冷缩）会使岩石发生物理风化，岩石破碎形成细小碎屑，是土壤母质形成的重要条件。 实验反思与改进建议： 部分岩石质地坚硬，短时间实验破碎现象不明显；操作时岩石飞溅有安全风险。 改进：选用页岩等易风化岩石；多次循环冷热交替；注意防护眼镜；可以增加 “灼烧后投入冷水” 强化风化效果。 学科网（北京）股份有限公司 $