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15.(8分)兴趣小组进行跨学科实践活动——探究土壤酸碱性对绣球花颜色的影响。
任务一:探究调控绣球花变色措施
[查阅资料]①绣球花从土壤中吸收铝盐与色素作用,花瓣呈现蓝色;土壤中铝盐不足时,花瓣呈现粉色、红色等颜色。土壤的酸碱度影响其铝盐的含量,当土壤的pH为4.5~6时,绣球花为最艳丽的蓝色。
②氢氧化铝不溶于水。
③铵盐与碱发生反应的原理是铵根离子和氢氧根离子结合生成氨气和水。
小组同学根据资料确定绣球花调色措施:
(1)调蓝:向土壤中施加铝盐,铝盐的溶解性应为
(2)调红:向土壤中施加碱性物质使铝盐生成
任务二:筛选合适的调色试剂
(3)小组同学选择了硫酸铝作调蓝试剂,白醋(主要成分为醋酸)作为土壤酸化试剂。白醋可以中和土壤中的碱性物质,醋酸($\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}$)与氢氧化钙反应的化学方程式是
(已知:$\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}$在水溶液中能解离出$\mathrm{CH}_3\mathrm{COO}^-$和$\mathrm{H}^+$)
(4)因NaOH碱性强、有强腐蚀性,调红时,稍有不慎就会造成绣球花死亡,故小组同学选用石灰乳或纯碱溶液作为调红试剂,但二者不能混合施用,原因是
任务三:制备用于调蓝的硫酸铝溶液
[查阅资料]①硫酸铝水溶液呈无色。
②工业上制备硫酸铝常用的原料是铝土矿(主要成分为$\mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3$,还含有$\mathrm{Fe}_2\mathrm{O}_3$及不溶于稀硫酸的$\mathrm{SiO}_2$)。
③过量的铝粉与硫酸铁溶液反应的化学方程式是$2\mathrm{Al}+\mathrm{Fe}_2(\mathrm{SO}_4)_3=\mathrm{Al}_2(\mathrm{SO}_4)_3+2\mathrm{Fe}$。
(5)[设计并实施实验]兴趣小组以铝土矿为原料,在实验室制取硫酸铝。
(6)[反思评价]在用熟石灰调红时,不能与铵态氮肥一起施用。原因:释放出氨气,使肥效降低;
任务一:探究调控绣球花变色措施
[查阅资料]①绣球花从土壤中吸收铝盐与色素作用,花瓣呈现蓝色;土壤中铝盐不足时,花瓣呈现粉色、红色等颜色。土壤的酸碱度影响其铝盐的含量,当土壤的pH为4.5~6时,绣球花为最艳丽的蓝色。
②氢氧化铝不溶于水。
③铵盐与碱发生反应的原理是铵根离子和氢氧根离子结合生成氨气和水。
小组同学根据资料确定绣球花调色措施:
(1)调蓝:向土壤中施加铝盐,铝盐的溶解性应为
易溶
。如果再施加酸性物质使土壤的pH为4.5~6时,能实现绣球花呈最艳丽的蓝色。(2)调红:向土壤中施加碱性物质使铝盐生成
氢氧化铝[或:Al(OH)₃]
。任务二:筛选合适的调色试剂
(3)小组同学选择了硫酸铝作调蓝试剂,白醋(主要成分为醋酸)作为土壤酸化试剂。白醋可以中和土壤中的碱性物质,醋酸($\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}$)与氢氧化钙反应的化学方程式是
$\ce{2CH_{3}COOH + Ca(OH)_{2}=(CH_{3}COO)_{2}Ca + 2H_{2}O}$
。(已知:$\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}$在水溶液中能解离出$\mathrm{CH}_3\mathrm{COO}^-$和$\mathrm{H}^+$)
(4)因NaOH碱性强、有强腐蚀性,调红时,稍有不慎就会造成绣球花死亡,故小组同学选用石灰乳或纯碱溶液作为调红试剂,但二者不能混合施用,原因是
石灰乳的主要成分是氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠反应会产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠
。任务三:制备用于调蓝的硫酸铝溶液
[查阅资料]①硫酸铝水溶液呈无色。
②工业上制备硫酸铝常用的原料是铝土矿(主要成分为$\mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3$,还含有$\mathrm{Fe}_2\mathrm{O}_3$及不溶于稀硫酸的$\mathrm{SiO}_2$)。
③过量的铝粉与硫酸铁溶液反应的化学方程式是$2\mathrm{Al}+\mathrm{Fe}_2(\mathrm{SO}_4)_3=\mathrm{Al}_2(\mathrm{SO}_4)_3+2\mathrm{Fe}$。
(5)[设计并实施实验]兴趣小组以铝土矿为原料,在实验室制取硫酸铝。
(6)[反思评价]在用熟石灰调红时,不能与铵态氮肥一起施用。原因:释放出氨气,使肥效降低;
若和铵态氮肥一起施用，氢氧根离子被消耗，不能与铝离子结合
,影响调红效果。答案
15.(1)易溶 (2)氢氧化铝[或:Al(OH)₃]
(3)$\ce{2CH_{3}COOH + Ca(OH)_{2}=(CH_{3}COO)_{2}Ca + 2H_{2}O}$
(4)石灰乳的主要成分是氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠反应会产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠
(5)①$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}SO_{4}=Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}O}$ ②铝粉 ③溶液由黄色变为无色；产生气泡
(6)若和铵态氮肥一起施用，氢氧根离子被消耗，不能与铝离子结合
(3)$\ce{2CH_{3}COOH + Ca(OH)_{2}=(CH_{3}COO)_{2}Ca + 2H_{2}O}$
(4)石灰乳的主要成分是氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠反应会产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠
(5)①$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}SO_{4}=Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}O}$ ②铝粉 ③溶液由黄色变为无色；产生气泡
(6)若和铵态氮肥一起施用，氢氧根离子被消耗，不能与铝离子结合
解析
【分析】
本题围绕绣球花调色及硫酸铝制备展开，需结合酸碱盐的性质、化学方程式书写等知识逐一分析：
1. 调蓝需绣球花吸收铝盐，故铝盐要易溶于水；调红时碱性物质与铝盐反应生成氢氧化铝（资料中氢氧化铝不溶于水）。
2. 醋酸与氢氧化钙反应遵循酸碱中和规律，配平需结合醋酸解离特点。
3. 石灰乳（氢氧化钙）与纯碱（碳酸钠）会发生复分解反应，故不能混合。
4. 制备硫酸铝时，铝土矿加稀硫酸后，滤液含Al₂(SO₄)₃、Fe₂(SO₄)₃及过量H₂SO₄，需加铝粉除去Fe³+，利用铝与硫酸铁的置换反应，同时铝与过量硫酸反应产生气泡，Fe³+被除去后溶液黄色消失。
5. 熟石灰调红时，若与铵态氮肥共用，铵根与氢氧根结合，消耗氢氧根，无法与铝离子生成氢氧化铝，影响调红。
【解析】
(1) 绣球花从土壤中吸收铝盐才会呈现蓝色，因此铝盐需易溶于水才能被吸收，故填易溶。
(2) 调红时施加碱性物质，铝盐与碱反应生成氢氧化铝（资料明确氢氧化铝不溶于水），故填氢氧化铝[或Al(OH)₃]。
(3) 醋酸（CH₃COOH）与氢氧化钙发生中和反应，生成醋酸钙和水，化学方程式为：$\ce{2CH_{3}COOH + Ca(OH)_{2}=(CH_{3}COO)_{2}Ca + 2H_{2}O}$。
(4) 石灰乳主要成分为Ca(OH)₂，纯碱为Na₂CO₃，二者会发生复分解反应：$\ce{Ca(OH)_{2} + Na_{2}CO_{3}=CaCO_{3}↓ + 2NaOH}$，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，故不能混合施用。
(5) ①Fe₂O₃与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，化学方程式：$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}SO_{4}=Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}O}$；②滤液a中含Fe³+，需加过量铝粉，铝与Fe₂(SO₄)₃反应生成Al₂(SO₄)₃和Fe，除去Fe³+；③反应后Fe³+被除去，溶液黄色变为无色，且铝与过量稀硫酸反应产生气泡，故现象为溶液由黄色变为无色，产生气泡。
(6) 熟石灰（Ca(OH)₂）中的OH⁻需与铝离子结合生成氢氧化铝实现调红，若与铵态氮肥共用，铵根离子（NH₄⁺）与OH⁻结合生成氨气和水，消耗OH⁻，无法与铝离子结合生成氢氧化铝，影响调红效果。
【答案】
(1) 易溶
(2) 氢氧化铝[或Al(OH)₃]
(3) $\ce{2CH_{3}COOH + Ca(OH)_{2}=(CH_{3}COO)_{2}Ca + 2H_{2}O}$
(4) 石灰乳的主要成分是氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠反应会产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠
(5) ①$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}SO_{4}=Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}O}$；②铝粉；③溶液由黄色变为无色，产生气泡
(6) 氢氧根离子被铵根离子消耗，无法与铝离子结合生成氢氧化铝
【知识点】
酸碱盐性质、化学方程式书写、复分解反应
【点评】
本题结合跨学科实践，考查酸碱盐核心知识，需灵活运用物质溶解性、反应规律解决实际问题，注重知识应用能力。
【难度系数】
0.5
本题围绕绣球花调色及硫酸铝制备展开，需结合酸碱盐的性质、化学方程式书写等知识逐一分析：
1. 调蓝需绣球花吸收铝盐，故铝盐要易溶于水；调红时碱性物质与铝盐反应生成氢氧化铝（资料中氢氧化铝不溶于水）。
2. 醋酸与氢氧化钙反应遵循酸碱中和规律，配平需结合醋酸解离特点。
3. 石灰乳（氢氧化钙）与纯碱（碳酸钠）会发生复分解反应，故不能混合。
4. 制备硫酸铝时，铝土矿加稀硫酸后，滤液含Al₂(SO₄)₃、Fe₂(SO₄)₃及过量H₂SO₄，需加铝粉除去Fe³+，利用铝与硫酸铁的置换反应，同时铝与过量硫酸反应产生气泡，Fe³+被除去后溶液黄色消失。
5. 熟石灰调红时，若与铵态氮肥共用，铵根与氢氧根结合，消耗氢氧根，无法与铝离子生成氢氧化铝，影响调红。
【解析】
(1) 绣球花从土壤中吸收铝盐才会呈现蓝色，因此铝盐需易溶于水才能被吸收，故填易溶。
(2) 调红时施加碱性物质，铝盐与碱反应生成氢氧化铝（资料明确氢氧化铝不溶于水），故填氢氧化铝[或Al(OH)₃]。
(3) 醋酸（CH₃COOH）与氢氧化钙发生中和反应，生成醋酸钙和水，化学方程式为：$\ce{2CH_{3}COOH + Ca(OH)_{2}=(CH_{3}COO)_{2}Ca + 2H_{2}O}$。
(4) 石灰乳主要成分为Ca(OH)₂，纯碱为Na₂CO₃，二者会发生复分解反应：$\ce{Ca(OH)_{2} + Na_{2}CO_{3}=CaCO_{3}↓ + 2NaOH}$，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，故不能混合施用。
(5) ①Fe₂O₃与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，化学方程式：$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}SO_{4}=Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}O}$；②滤液a中含Fe³+，需加过量铝粉，铝与Fe₂(SO₄)₃反应生成Al₂(SO₄)₃和Fe，除去Fe³+；③反应后Fe³+被除去，溶液黄色变为无色，且铝与过量稀硫酸反应产生气泡，故现象为溶液由黄色变为无色，产生气泡。
(6) 熟石灰（Ca(OH)₂）中的OH⁻需与铝离子结合生成氢氧化铝实现调红，若与铵态氮肥共用，铵根离子（NH₄⁺）与OH⁻结合生成氨气和水，消耗OH⁻，无法与铝离子结合生成氢氧化铝，影响调红效果。
【答案】
(1) 易溶
(2) 氢氧化铝[或Al(OH)₃]
(3) $\ce{2CH_{3}COOH + Ca(OH)_{2}=(CH_{3}COO)_{2}Ca + 2H_{2}O}$
(4) 石灰乳的主要成分是氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠反应会产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠
(5) ①$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}SO_{4}=Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}O}$；②铝粉；③溶液由黄色变为无色，产生气泡
(6) 氢氧根离子被铵根离子消耗，无法与铝离子结合生成氢氧化铝
【知识点】
酸碱盐性质、化学方程式书写、复分解反应
【点评】
本题结合跨学科实践，考查酸碱盐核心知识，需灵活运用物质溶解性、反应规律解决实际问题，注重知识应用能力。
【难度系数】
0.5
