小苏打受热分解的化学方程式（共2篇）
脱硫废渣( 脱硫石膏) 是燃煤电厂排出的固体废物,主要成分是Ca SO4·2H2O。近几年提出的利用电厂脱硫废渣改良盐碱地的原理是用石膏溶解产生Ca2 +离子,置换盐碱土中的Na+离子,从而降低土壤碱化度、总碱度并改善土壤物理性质以达到改良目的。随着“白城2 × 60万k W机组火电”项目的实施,每年可产脱硫石膏140 000 t左右,利用脱硫石膏改良盐碱地,不仅可以避免堆放储存占用土地及产生二次污染,而且可以降低盐碱土改良成本,对于实现 “工业、农业、环保、生态”四位一体的循环经济发展模式有重要意义。
采用盆栽试验研究盐碱土施用脱硫石膏对土壤理化性质及燕麦生长的影响,为脱硫石膏改良盐碱化土壤提供理论参考依据,现报道如下。
1材料与方法
1. 1试验用品
试验所用脱硫石膏来自吉林省白城市电厂,其中Ca SO4·2H2O含量为89. 9% ,Ca SO4·( 1 /2) H2O含量为0. 10 % ,Ca CO3含量为7 % ,H2O含量为10. 10% ,p H值为6. 19。供试盐碱土取自吉林省白城市高平乡盐碱地,土壤p H值为9. 42,全盐量( EC值) 为0. 66 ms/cm,有机质为11. 69 g /kg,全氮为0. 073 mg / kg,速效磷为2. 0 mg / kg,速效钾为112 mg / kg。供试燕麦品种为白燕2号( 裸燕麦) ,白城市农科院提供。
1.2试验设计
试验采用盆钵进行。共设计5个处理,分别为CK0( 对照) ,不施用脱 硫石膏; CK1,施脱硫石 膏1 500 kg / hm2; CK2,施脱硫石 膏3 000 kg /hm2; CK3,施脱硫石膏4 500 kg / hm2; CK4,施脱硫石膏6 000 kg / hm2,每个处理重复4次,随机排列。盆钵规格: 下径为21 cm,上径为27 cm,盆高29 cm。将盐碱土土样过5 mm筛装盆,每盆装土11 kg,施有机肥128 g,脱硫石膏作做改良剂一次性施用,一次性将水浇透。2011年7月1日开始盆栽试验,每盆播种燕麦种子20粒。在燕麦生长的不同阶段,每盆选取具有代表性的样品3株测量其株高及生物量。在燕麦的收割期,每盆3个取样点,取表层0 ~ 10 cm土样, 风干,磨细,过1 mm筛,测定理化性状。
植株取出后用自来水冲洗干净于纯化水中漂洗3次,用滤纸吸干。将根与地上部分剪开,分别称两部分的长度和鲜重,之后把所测的植株置于烘箱内105 ℃ 杀青15 min,80 ℃ 烘至恒重,再称期干重。 p H值用电位法( PHS - 3C型p H计) 测定,全盐用电导法( DDS - 12AZ型电导仪) 测定。
采用Excel软件对试验数据进行统计和绘图,用One - Way ANOVA进行分析,邓肯氏法进行多重比较。
2结果与分析
2.1脱硫石膏对燕麦生长的影响
2. 1. 1燕麦株高见表1。
cm
注: 同列数据肩标字母完全不同表示差异显著( P < 0. 05) ,含有( P > 0. 05) 。
从表1可以看出: 生长期盆栽燕麦株高CK3 > CK4 > CK2 > CK1 > CK0,CK3比对照增加41. 00% , 脱硫石膏施用量为4 500 kg /hm2对燕麦株高的影响最好。收割期盆栽燕麦株高CK3 > CK2 > CK4 > CK1 > CK0,CK3比对照增加了124. 54% ,施用脱硫石膏处理与对照之间均差异显著( P < 0. 05) ,脱硫石膏施用量为4 500 kg /hm2对燕麦株高的影响最好。
2. 1. 2燕麦生物量见表2。
g
注: 同列数据肩标字母完全不同表示差异显著( P < 0. 05) ,含有( P > 0. 05) 。
从表2可以看出,燕麦收割期的株干重CK3 > CK4 > CK2 > CK1 > CK0,根干重CK3 > CK4 > CK1 > CK2 > CK0,不同处理燕麦的生物量有一定差别。施用脱硫石膏处理的生物量较对照数值高,说明施用脱硫石膏比不施效果好。CK3与对照相比差异显著 ( P < 0. 05) ,株干重较对照增加165. 42% ,根干重较对照增加103. 90% ,说明脱硫石膏改良剂对燕麦生长有一定的效果,但并不是脱硫石膏的施用量越大改良效果越好。
2.2脱硫石膏对土壤pH值的影响(见图1、图2)
CK0、CK1、CK2、CK3、CK4处理土壤p H值分别为9. 05,8. 37,8. 11,7. 80,8. 01。由图1可以看出, 施用脱硫石膏处理的p H值比未施用脱硫石膏处理的对照降低得多,且都已降至到8左右,远远低于其限制作物生长的要求( p H值 > 8. 5)[1]。
由图2回归分析显示,土壤p H值的降低值并未与脱硫石膏施用量的增加呈正相关,分析方程为y = 0. 265x + 0. 357,相关系数R2= 0. 753 1 < P0. 05( 0. 811 4) ,没有通过显著性检验。CK3处理降低土壤p H值的效果 最好,即脱硫石 膏的施用 量为4 500 kg / hm2时土壤p H值的降低值达最大,为1. 62, 降低了17. 19 % 。土壤p H值过高对植物生长不利, 施用脱硫石膏后能有 效降低p H值,有利于植 物生长。
2.3脱硫石膏对土壤EC值的影响(见图3、图4)
土壤p H值和EC值是影响作物生长的关键指标,也是反应土壤碱化性质的重要指标。试验测定的各处理EC值分别为0. 59,0. 69,1. 48,1. 94,1. 94。 图3显示,与原始土壤相比,除对照的EC值有所降低外,施用脱硫石膏处理的土壤EC值都有不同程度的提高。按照脱硫石膏施用量的多少( 1 500,3 000, 4 500,6 000 kg / hm2) ,土壤的EC值与原始土壤相比分别增加了0. 03,0. 82,1. 28,1. 28。这说明脱硫石膏在改良盐碱化土壤的过程中,虽然降低了土壤的p H值,但却增加了土壤的EC值。
由图4回归分析显示,土壤EC值的增加值与脱硫石膏施用量的增加呈正相关,分析方程为y =0 . 3 9 5 x - 0 . 5 1 7 ,相关系数R2= 0 . 9 0 5 1 , > P0. 05( 0. 811 4) ,通过了显著性检验。原因是脱硫石膏本身也是一种中等溶解度盐分,随着脱硫石膏施用量的增加,Ca2 +和SO42 -可以引起 土壤全盐 含量的增 加[2]。由此说明,脱硫石膏改良苏打盐碱土效果明显,且改良效果在一定的范围内与脱硫石膏的施用量呈正相关,过量施用会导致土壤EC值增加。
3结论
研究表明,白城市的苏打盐碱土在加入脱硫石膏后,对燕麦的株高和生物量均有促进作用。当脱硫石膏的施用量为4 500 kg /hm2,燕麦的株高和生物量比较理想。此外,施用脱硫石膏改善盐碱地土壤的化学性质,与对照相 比,当脱硫石 膏的施用 量为4 500 kg / hm2时土壤p H值的降低值达最大。但土壤p H值的降低值并未与脱硫石膏施用量的增加呈正相关,过量施用脱硫石膏会引起土壤EC值增加,从而抑制作物根系生长发育,抑制燕麦产量的增长。
因此,脱硫石膏施用量为4 500 kg /hm2时,对重度苏打盐碱土的改良效果最好,燕麦的株高和生物量的数值达到最大。
摘要：为了研究电厂脱硫废渣(脱硫石膏)对苏打盐碱土理化性质和作物生长的影响,试验采用盆栽的方法,测定不同脱硫石膏施用量对土壤pH值、含盐量和燕麦株高、生物量的影响。结果表明:与对照相比,施用脱硫石膏处理土壤pH值均有所降低;CK1、CK2、CK3、CK4处理土壤的全盐量(EC值)与原始土壤相比分别增加了0.03,0.82,1.28,1.28;当脱硫石膏的施用量为4 500 kg/hm2时,生长期和收割期燕麦株高与对照相比分别增加了41.00%和124.54%,燕麦株干重和根干重分别增加了165.42%和103.90%。说明脱硫废渣可以明显改善苏打盐碱土的化学性质,有利于燕麦的生长。
实验1用湿润的红色石蕊试纸放在氯化铵固体试剂瓶口，没有明显现象，说明氯化铵常温下几乎不分解（可以做氯化铵固体与碳酸氢铵固体的对比实验，后者常温分解，可以闻到强烈的氨气味，可以使放在瓶口附近的pH试纸变蓝）。
实验2加热氯化铵固体，在试管口几乎闻不见氨气味，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口没有明显现象，只能观测到部分白色固体由试管底部“搬家”至中部。
实验3将pH试纸伸进试管里，看到试纸变蓝。多组实验验证之后，此现象具有非常高的重现率，说明氯化铵在受热过程中确实是发生了分解，产生了氨，但是不能检测到氯化氢。
思考猜想可能是因为氨扩散速率比较快，所以试纸伸入试管口就可以检测到，而氯化氢扩散比较慢，因此未在试管口检测到，那么是不是试纸快速伸入加热氯化铵的试管的更深处就可以检测到氯化氢呢？实验4用长木棒（木棒顶端放有润湿的pH试纸）快速伸入正在加热氯化铵固体的试管中，pH试纸明显变红。多次实验验证，此现象有非常高的重现率，说明加热氯化铵产生氯化氢气体。
思考上述两个实验（实验3、实验4）都是学生在做实验的时候一些不规范的操作引起的，但是实验现象明显，确实也可以说明一些问题。由此，进一步分析得出证明氯化铵分解的实验思路：要检验氨，必须除去氯化氢，要检验氯化氢，必须除去氨。因此设计如下实验。
图1实验5取少量氯化铵固体于试管中，棉花上分别均匀蘸取碱石灰和无水氯化钙固体，疏松地塞在试管口，分别加热试管（类似于实验室加热固体制取气体的装置，如图1）。用湿润的pH试纸靠近试管口检验，可以观察到pH试纸分别变蓝、变红。不足之处在于需要做两次实验，不够环保，个别组实验时棉花有被烧焦的情况。
对上述实验继续进行改进，可以同时检测出氨和氯化氢。实验6如图2所示组装仪器，检查气密性，装入药品。（1）关闭止水夹B，打开止水夹A，加热氯化铵固体，可以看到靠近A处的试纸变蓝，说明产生了氨气。（2）关闭止水夹A，打开止水夹B，可以看到靠近B处的试纸变红，说明产生了氯化氢。（3）同时打开止水夹A和B，可以看到在Y形管处生成白烟，说明氨和氯化氢又反应生成氯化铵。氯气和金属铁、铜反应的实验改进（4）带气球的具支试管可以缓冲气流，并防止氨和氯化氢逸出。图2（5）看到现象即可停止，防止在Y形管处生成太多氯化铵固体堵塞导管。改进之后的的优点：试纸显色非常明显，另外可以看见气体在Y形管和具支试管中重新生成白烟（氯化铵）的过程，而且实验在封闭体系中进行，无污染。
二、关于氯化铵分解实验改进过程的思考
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