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【种花家务·化学】1-5-05中和反应,土壤的酸碱性——『数理化自学丛书6677版』

2022-12-30 12:58 作者:山嵓  | 我要投稿

【阅前提示】『数理化自学丛书6677版』是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。  

第五章氧化物、碱、酸、盐 

§5-5中和反应,土壤的酸碱性

中和反应

【01】前面我们曾谈到,酸和碱相互反应生成盐和水是一切酸、碱普遍具有的重要化学性质之一。当我们所用酸、碱的量刚好完全反应时,最后所得溶液里既没有过剩的酸也没有过剩的碱存在,这时溶液就不会显出酸的性质也不会显出碱的性质。如果我们用红色石蕊试纸去试验,不会变蓝(因为溶液里没有过剩的碱);用蓝色石蕊试纸去试验,不会变红(因为溶液里没有过剩的酸)。这时,我们说酸和碱是完全相互中和了,因此,我们把酸和碱相互反应生成盐和水的反应称为酸碱中和反应,或简称中和反应。中和反应是属于复分解反应类型的。【应该指出,不是一切酸和碱中和后溶液都呈现出中性的,某些酸和碱中和后,因为生成的盐能进一步和水发生反应,结果使得溶液呈现出酸性或者碱性。关于这个问题在第二册第四章电离学说中将会详细讨论】

【02利用酸碱中和反应,可以精确地测定出酸溶液或者碱溶液的克分子浓度。当酸碱中和时,如果酸溶液的克分子浓度是已知的,那末我们就可根据反应完全时所用去的酸溶液和碱溶液的体积,求出碱溶液的克分子浓度;同样,如果碱溶液的克分子浓度是已知的,可以求出酸溶液的克分子浓度。

【03例如,用6M的硫酸溶液中和20毫升的氢氧化钠溶液,当反应完成时,量得用去硫酸溶液的体积是8.85毫升,问氢氧化钠溶液的克分子浓度是多少?【解本题时,最好先复习一下§4-5有关克分子浓度的内容(传送门CV20720216

【04硫酸和氢氧化钠反应的化学方程式是:H_2SO_4%2B2NaOH%3DNa_2SO_4%2B2H_2O【山注,B站专栏公式代码H_2SO_4+2NaOH=Na_2SO_4+2H_2O】由上述化学方程式可知,硫酸和氢氧化钠相互反应时,需用硫酸和氢氧化钠的克分子数的比是1:2。

【05现在用去硫酸的克分子数=6×%5Cfrac%7B8.85%7D%7B1000%7D%20=0.0531克分子。假设所用氢氧化钠溶液的克分子浓度是xM,则用去氢氧化钠的克分子数=x×%5Cfrac%7B20%7D%7B1000%7D%20=0.02x克分子。

列出比例式,得:0.0531:0.02x=1:2,

x=%5Cfrac%7B2%C3%970.0531%7D%7B0.02%7D%20=5.31M。

【06即所用氢氧化钠溶液的克分子浓度是5.31M。

【07因为酸和碱溶液一般都是无色的,中和后生成的盐和水也是无色的。因此要了解中和反应进行的情况,必须使用指示剂。利用指示剂颜色的变化,可以确定中和反应的终点(所谓终点就是指反应刚好完全的一点)。例如,在用盐酸中和氢氧化钠时,可以先在烧杯中取一定体积的氢氧化钠溶液,滴入紫色石蕊试液2~3滴,这时溶液呈蓝色。然后逐滴加入盐酸溶液,随加随用一玻棒不断搅拌,直至溶液颜色刚好变成紫色(如果溶液颜色变成红色,表示所用盐酸已经过量),这时就是中和反应的终点。

土壤的酸碱性

【08利用酸碱中和反应,可以测知土壤的酸碱性。

【09有些地方的土壤,由于有机物质在土壤里分解时产生酸性物质,或者长期使用酸性肥料(例如硫酸铵)的结果,呈现出酸性。另一些地方的土壤里,因为含有碳酸钠等碱性物质,使得土壤呈现出碱性反应。

【10土壤的酸碱性对植物生长的影响很大。一般说来,大多数植物在中性、弱碱性或弱酸性的土壤里生长最为适宜。水稻、马铃薯等植物比较适宜于在弱酸性的土壤里生长;首蓿、棉花等植物比较适宜于在弱碱性的土壤里生长。

【11酸、碱性太强的土壤,对植物的生长都有害。土壤的酸性太强,会使土壤里微生物的活动受到限制。结果,土壤里的有机物质就不能很好地分解变为易被植物吸收的肥料。土壤的碱性太强,会妨碍植物根部吸收水分,对植物发生直接的毒害。因此对酸碱性太强的土壤,必须进行改良。

【12由于这样的原因,了解土壤的性质,测定土壤的酸碱性,从而适当地加以改良,对农业增产有着重大的意义。

【13土壤的酸碱性是用一种“混合指示剂”来测定的。“混合指示剂”在不同的酸碱性溶液中会显现出各种不同的颜色。先把“混合指示剂”在各种不同酸碱性溶液中显现出的颜色做成“标准比色板”或“标准比色纸”。测定土壤酸碱性时,可以把要试验的土壤样品少许(约0.1克左右)放在白色的瓷片上,滴入“混合指示剂”2~3滴,根据它显现出的颜色和“标准比色板”或“标准比色纸”去比较(这种方法叫做“比色法”),就可测知土壤是中性的,弱碱性的,强碱性的,弱酸性的还是强酸性的。

【14通用的“混合指示剂”是由甲基红、麝香蓝、酚酞和溴麝香蓝等多种指示剂混和而成的。它在不同酸碱溶液里显出的颜色如下表所示:

混合指示剂

习题5-5

1、1M的硫酸溶液20毫升和1M的氢氧化钠溶液35毫升混和后,问溶液呈酸性、碱性还是中性?【酸性】

2、中和2M的盐酸溶液25毫升,用去氢氧化钠溶液20毫升,问氢氧化钠溶液的克分子浓度是多少?【2.5M】

3、2M的硝酸溶液15毫升,将和多少克氢氧化钠完全作用?【1.2克】

4、土壤的酸碱性对植物的生长有什么影响?

5、土壤的酸碱性是怎样测定的?

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