《高中化学 专题五 为现代农业技术添翼 第一单元 土壤酸碱性的改良学案 苏教版选修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 专题五 为现代农业技术添翼 第一单元 土壤酸碱性的改良学案 苏教版选修2（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一单元土壤酸碱性的改良1了解土壤酸碱性对植物生长的影响，学习测定土壤酸碱性的方法，了解改良土壤酸碱性的方法。2了解我国土壤酸碱性状况及当地土壤特点，培养学生对农业知识的学习兴趣和社会责任感。快速判断土壤酸碱性“六看”一、看土源：一般采自山川，沟壑的腐殖土，多呈黑褐色，比较疏松，肥沃，通透性良好，是比较理想的酸性腐殖土。如：松针腐殖土，草炭腐殖土等。二、看土色：酸性土壤一般颜色较深，多为黑褐色，而碱性土壤颜色多呈白、黄等浅色。有些盐碱地区，土表经常有一层白粉状的碱性物质。三、看地表植物：在野外采掘花土时，可以观察一下地表生长的植物，一般生长野杜鹃、松树、杉类植物的土壤多为酸性土；而生长柽柳、谷
2、子、高粱等地段的土壤多为碱性土。四、看质地：酸性土壤质地疏松，透气透水性强；碱性土壤质地坚硬，容易板结成块，通气透水性差。五、凭手感：酸性土壤握在手中有一种“松软”的感觉，松手以后，土壤容易散开，不易结块；碱性土壤握在手中有一种“硬实”的感觉，松手以后容易结块而不散开。六、看浇水后的情形：酸性土壤浇水以后下渗较快，不冒白泡，水面较浑；碱性土壤浇水后，下渗较慢，水面冒白泡。思考：土壤碱性过强，对农作物有何影响？提示：碱性过强，Zn2、Fe3等离子会与OH反应，使土壤中这些离子的浓度减小，导致农作物无法得到足够的营养元素。一、土壤的酸碱性1土壤的重要作用农业生产离不开空气、水、土壤和肥料。土壤是人
3、类的衣食之本，它包含了植物生长所必需的矿物质和营养物质。土壤具有吸收、存储和过滤水分的作用，土壤中的细菌、真菌和其他生物能够分解垃圾和生物遗体，使生物生存所必需的化学物质得以循环。2我国土壤的酸碱性分布土壤有一定的酸碱度。各种作物都有适宜自己生长的pH范围，酸性或碱性过强的土壤都不利于植物生长。土壤的pH一般在49之间，多为4.58.5。我国长江以南的土壤中硅、铝、铁的含量较高，土壤多呈酸性或强酸性，少数pH可低至3.6；长江以北的土壤中碳酸钙、碳酸钠等含量较高，多呈中性或碱性，少数pH可高达10.5。3土壤酸碱性的等级对土壤的酸碱性进行测定与改良是保护土壤资源、提高土壤肥力的有效途径。土壤的
4、酸碱度等级pH4.54.55.55.56.56.57.57.58.58.59.59.5土壤酸碱度强酸性酸性弱酸性中性弱碱性碱性强碱性4土壤酸碱度对生物的影响土壤的pH对植物和微生物所需的营养元素有显著的影响。在pH大于7的情况下，一些元素，特别是微量金属离子，如Zn2、Fe3等的溶解度降低，植物和微生物将会缺乏这些元素；pH小于5.05.5时，铝和锰的溶解度升高，对许多生物产生毒害作用；更极端的pH则预示着土壤中出现了特殊的离子或矿物，如pH小于3则往往会有金属硫化物存在。土壤pH降低，不仅造成土壤酸化，还会促使土壤中一些有毒有害污染物的释放、迁移或毒性增强，使微生物和蚯蚓等土壤生物减少，并加
5、速土壤中一些营养元素的流失。因此，要注意进行土壤pH的测定和及时采取措施，保持土壤适宜的酸碱度。二、土壤酸碱性的改良1改良碱性土壤，常施用石膏、硫酸铝或者硫酸铁等。2改良酸性土壤最常用的方法是施用石灰。思考：土壤中的酸碱性物质有哪些？提示：强酸强碱盐，使土壤溶液保持中性；强酸弱碱盐，使土壤溶液呈酸性；强碱弱酸盐，使土壤溶液呈碱性；碳酸、多种有机酸等使土壤溶液呈酸性。一、改良土壤酸碱性的方法和原理碱性土壤的不良性质是由于交换性钠的存在，因此碱土改良的基本任务，在于消除或者降低交换性钠的含量，通常有两种方法，一种是加入酸性物质，如硫黄、硫酸、硫酸亚铁、硫酸铝等，同时增加了土壤的盐分。其中硫黄在土壤
6、中会逐渐被氧化成硫酸，从而起到酸的作用。另一种是加钙(代换作用)，如石膏、氧化钙、石灰石、磷石膏、煤矸石等。石膏改良碱性土壤的主要化学方程式如下：Na2CO3CaSO4=CaCO3Na2SO4碱土中的交换性钠被石膏中的钙交换后，土壤胶体就会在钙离子的作用下重新凝聚。在上述反应中，所生成的硫酸钠可借灌水或雨水淋洗，降低土壤碱性。但改良碱土也必须强调综合措施、因地制宜的原则。单一措施往往不能奏效，也得不到最好效果。经验表明，进行深耕、施用大量有机肥、掺砂和客土改良等，都是行之有效的办法。种植牧草，除能够增加有机质、改良土壤结构、消除板结、在分解过程中产生有机酸外，还能起到中和碱的作用。二、土壤酸碱
7、度与土壤肥力的关系土壤pH在很大程度上控制着土壤的肥力，这就是土壤全氮含量不能充分说明土壤氮肥力的主要原因之一。土壤氮以存在于有机质中为主，即使使用矿质氮肥，农作物当季吸收的氮大部分仍然来自土壤有机质的矿化。土壤有机质的矿化与土壤固氮都依赖于微生物活动，微生物对土壤的pH是很敏感的。一般来说，氨化作用适宜的pH范围为6.57.5，硝化作用为6.58.0，固氮作用为6.57.8。可以看出，土壤pH对有机质矿化有很大影响。土壤pH对磷的有效度的影响可以分为两方面。第一方面是通过有机质分解影响有机磷的矿化与供应。但这条途径只对热带森林土壤才有明显的作用，广大温带地区土壤中，有机质矿化不是对作物供磷的
8、主要途径。因为有机质含磷远少于氮，温带土壤有机质的年分解率约为2%3%，对作物供磷量尚不足道。第二方面是影响土壤中可溶性无机磷酸根离子的化学变化与物理变化。土壤酸性增强就会增加土壤的正电性，从而增加土壤对磷酸根离子的吸附与固定。这种作用对含高岭石、氧化物胶体多，有机胶体较少的红黄土壤类会产生磷酸铁、铝等沉淀，使加入的可溶性磷酸盐失去其有效性。因此，研究表明，只有在pH为5.57.0之间(也有资料认为pH在6.07.5之间)，土壤中无机磷的有效度最高。土壤酸碱度对土壤中钾、钙、镁三种营养元素有效度的影响基本一致。它们在土壤中都以交换性阳离子状态存在，土壤的酸度越强，它们在土壤胶体表面的损失就越多
9、，有效含量就越少。大致在pH5时，这三种营养元素的有效含量就很低了；在pH8.5时，钙与镁的有效含量也明显减少，而钾不变。三、土壤pH测定1目的和要求学习电位计法测定土壤的pH的方法，掌握水浸的土壤氢离子的比例、时间。掌握酸度计的测定原理与操作步骤。2内容与原理以电位法测定土壤悬浊液的pH，通用pH玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极。此二电极插入待测液时构成一电池反应，其间产生一电位差，因参比电极的电位是固定的，故此电位差的大小取决于待测液中H的离子活度或其负对数即pH。因此可用电位计测定电动势，再换算成pH，一般用酸度计可直接测读pH。3主要仪器及试剂配制仪器：酸度计、烧杯试剂配制：(1
10、)1 molL1 KCl溶液：称取74.6 g KCl溶于400 mL 蒸馏水中，用质量分数为10% KOH或KCl溶液调节pH至5.56.0，而后稀释至1 L。(2)标准缓冲溶液pH4.03缓冲溶液：苯二甲酸氢钾在105 烘23 h后，称取10.21 g，用蒸馏水溶解稀释至1 L。pH6.86缓冲溶液：称取在105 烘23 h的KH2PO4 4.539 g或Na2HPO42H2O 5.938 g，溶解于蒸馏水中定容至1 L。4操作方法与实验步骤称取通过1 mm筛孔的风干土10 g两份，各放在50 mL的烧杯中，一份加无CO2的蒸馏水，另一份加1 molL1KCl溶液各25 mL(此时土水比为
11、12.5，含有机质的土壤改为15)，间歇搅拌或摇动30分钟，放置30分钟后用酸度计测定。5注意事项(1)土水比的影响：一般土壤悬浊液愈稀，测得的pH愈高，尤以碱性土壤的稀释效应较大。为了便于比较，测定pH的土水比应当固定。经试验，采用11的土水比，碱性土和酸性土均能得到较好的结果，酸性土采用15和11的土水比所测得的结果基本相似，建议碱性土采用11或12.5土水比进行测定。(2)蒸馏水中残留的CO2会使测得的土壤pH偏低，故应尽量除去，以避免其干扰。(3)待测土样不宜磨得过细，宜用通过1 mm筛孔的土样测定。(4)玻璃电极不测油液，在使用前应在0.1 molL1 NaCl溶液或蒸馏水中浸泡24
12、小时以上。(5)甘汞电极一般为KCl饱和溶液灌注，如果发现电极内已无KCl结晶，应从侧面投入一些KCl结晶体，以保持溶液的饱和状态。不使用时，电极可放在KCl饱和溶液或纸盒中保存。四、酸雨危害以及对土壤的影响下酸雨时，树叶会受到严重侵蚀，树木的生存受到严重危害，并且，地面也会酸化。在土壤中生长着许许多多的细菌生物，这些生物对植物的生长有着极为重要的作用。例如，在黑土里生长着种类与世界人口一样多的细菌。若土壤被酸雨侵蚀，除一少部分外，土壤里面的大多数细菌都将无法存活。此外，土壤中的营养成分被酸溶解后会流失掉，这也构成了对树木的危害。不仅森林受到严重威胁，土壤由于受到酸性侵蚀，也会引起农业减产。为
13、此，我们正在把碱性石灰投入到酸性土壤中进行中和。但是，用石灰中和并不是万全之策，还不能从根本上解决问题。此外，酸雨容易腐蚀水泥、大理石，并能使铁金属表面生锈，因此，建筑物容易受损，公园中的雕刻以及许多古代遗迹也容易受腐蚀。拓展思考：土壤的酸碱性有哪些影响？提示：土壤pH7，微量金属离子(如Zn2、Fe3等)的溶解度降低；土壤5.0pH5.5时，铝和锰的溶解度升高，毒害生物。知识点改良土壤酸碱性方法的选择【例题】植物生长对土壤的酸碱度有一定的要求。经测定，某土地的pH为4.5，欲将其改良为接近中性的土壤，应该加的物质是()。A食盐 B硫酸铜C石灰石 D熟石灰解析：在农业生产中，强酸性土壤不适宜植
14、物的生长，可以施加适量的熟石灰中和土壤中的酸，从而改善农作物的生长条件。答案：D点拨：改良土壤的方法：(1)碱性土壤一般有加酸性物质，如Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3等；加石膏。(2)酸性土壤一般加熟石灰。一些国家正在试用碳酸水浇灌某些植物，这样做不能起到的作用是()。A改良碱性土壤 B改良酸性土壤C促进植物的光合作用 D提高农作物产量解析：碳酸水是CO2溶于水后得到的溶液，其中CO2的去向有两个方面，一方面是少量CO2溶于水，另一方面是CO2和水反应：CO2H2OH2CO3HHCO，所以碳酸水显弱酸性。A选项正确，因为碳酸水显酸性，可以发生酸碱中和反应，所以可以改良碱性土壤；相反B选项错误；C选项正确，因为碳酸水中溶有少量CO2，所以可以促进植物的光合作用，进而可以提高农作物产量，所以D正确。答案：B4
