Question

大氣中SO₂含量增加是導致酸雨增多、土壤酸化的主要原因．土壤中各種可溶性鋁鹽能抑制植物生長，減弱植物抵御外來侵害的能力．為了解土壤的情況，某中學“酸雨”課題研究小組對生物園的土壤作了調查．他們分點取樣，把土壤表面至100mm深的土塊分為4層，進行分析研究；并查閱了有關資料，了解到土壤的pH和植物吸收營養元素的關系．數據記錄及土壤的pH和植物吸收營養元素的關系如表所示：
0mm～100mm土壤樣本的數據

土層深度/mm	0～20	20～40	40～60	60～100
土樣pH	4.5	4.2	4.18	4.15
可溶性鋁的質量分數（10-5）	0.4	1.3	1.7	2.0

土壤的pH和植物吸收營養元素的關系

請回答下列問題：
（1）被測定的土壤明顯顯______性，隨土壤深度的增加，其pH逐漸變______（填“大”或“小”）；可溶性鋁的質量分數隨土層深度增加而逐漸增大．由此可以得出土層的酸性強弱與可溶性鋁的質量分數的關系是______．
（2）土壤中的鋁元素原本主要以不溶性的氫氧化鋁等固體形式存在，但大量酸雨滲入土壤，導致土壤酸化，使可溶性的鋁增多．以硫酸為例寫出導致可溶性鋁增多的化學方程式：______，并指出該反應的類型______．
（3）分析土壤的pH和植物吸收營養元素的關系，可知被測定的土壤中植物往往不能正常生長，這是因為______．
（4）為減少和防止酸雨的形成，應采取什么措施？______（至少填一種方法）．

Answer 1

【答案】分析：（1）分析實驗數據，歸納土壤pH、可溶性鋁的質量分數與土層深度的變化關系；并結合土壤的pH和植物吸收N、P、K元素的關系圖，判斷不同酸堿度時營養元素N、P、K吸收率的高低；
pH與酸堿性的關系：pH＞7，堿性，數值越大堿性越強；pH=7，中性；pH＜7，酸性，數值越小酸性越強；
（2）不溶性的氫氧化鋁屬于堿，遇硫酸發生中和反應，中和反應是復分解反應中的一種特殊反應；
（3）根據實驗數據結合土壤的pH和植物吸收營養元素的關系圖，解釋植物不能在酸性土壤中正常生長的原因；
（4）提取酸雨的形成過程的知識，提出減少或防止酸雨的措施，答案開放合理即可．
解答：答：（1）0mm～100mm土壤樣本pH均小于7，土壤呈酸性，且土層越深pH越小酸性越強；分析實驗數據，土層越深pH越小酸性越強，可溶性鋁的質量分數越大．
故答：酸；小；土層的酸性增強，可溶性鋁的質量分數增大；

（2）根據題意知，土壤中可溶性鋁是由于不溶性的氫氧化鋁與硫酸發生復分解反應，生成了可溶性的硫酸鋁．
故答：2Al（OH）₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+6H₂O；復分解反應；

（3）由土壤的pH和植物吸收營養元素的關系圖知：pH在6～7范圍內三種營養元素吸收率均高，pH＜5時，土壤顯酸性，此時植物的生長需要營養元素N、P、K吸收率低，植物不能正常地生長．
故答：因為土壤酸性較強時，氮、磷、鉀元素的吸收率低；

（4）空氣中硫元素和氮元素的氧化物遇水形成酸，使雨水pH＜5.6而稱為酸雨，而空氣中的這些氧化物又都來自于化石燃燒的燃燒，因此防止或減少酸雨的措施應圍繞化石燃料燃燒進行思考．
故答：工廠的廢氣經處理后才能排放（或燃煤工廠改用清潔能源）（或其他合理的答案）
點評：讀懂關系圖，正確獲取信息應用于問題的解決，體現了學生的分析問題處理問題的能力．