题目
5.一种石灰性土壤,其阳离子交换量为 15cmol(+)/kg,其中 Ca2+占 80%,Mg2+占15%,K+占 5%,则每亩(耕层土重 15 万 kg/亩)土壤耕层中 Ca2+,Mg2+,K+的含量为多少?
5.一种石灰性土壤,其阳离子交换量为 15cmol(+)/kg,其中 Ca2+占 80%,Mg2+占15%,K+占 5%,则每亩(耕层土重 15 万 kg/亩)土壤耕层中 Ca2+,Mg2+,K+的含量为多少?
题目解答
答案
解:150000×15×1%=22500mol22500×80%÷2×40=360000g22500×15%÷2×24=40500g22500×5%×39=43875g
解析
本题主要考察阳离子交换量(CEC)与土壤中各阳离子含量的计算,核心是理解阳离子交换量的单位含义,并根据各阳离子所占比例及摩尔质量计算其实际含量。
步骤1:明确单位与基本量计算
阳离子交换量(CEC)为 $15 \, \text{cmol(+)/kg}$,即每千克土壤吸附 $15 \, \text{cmol}$ 正电荷的阳离子。每亩耕层土重 $15 \, \text{万kg}$(即 $150000 \, \text{kg}$),则每亩土壤的总阳离子电荷量为:
$\text{总电荷量} = 150000 \, \text{kg} \times 15 \, \text{cmol(+)/kg} = 2250000 \, \text{cmol(+)} = 22500 \, \text{mol(+)}$
(注:$1 \, \text{mol} = 100 \, \text{cmol}$,故 $2250000 \, \text{cmol} = 22500 \, \text{mol}$)
步骤2:计算各阳离子的物质的量
阳离子电荷量与物质的量的关系:对于价态为 $n$ 的阳离子,其物质的量 $= \frac{\text{电荷量}}{n}$。
Ca²⁺(价态 $n=2$,占比 $80\%$)
- 电荷量:$22500 \, \text{mol(+)} \times 80\% = 18000 \, \text{mol(+)}$
- 物质的量:$\frac{18000}{2} = 9000 \, \text{mol}$
- 质量:$9000 \, \text{mol} \times 40 \, \text{g/mol} = 360000 \, \text{g}$
Mg²⁺(价态 $n=2$,占比 $15\%$)
- 电荷量:$22500 \, \text{mol(+)} \times 15\% = 3375 \, \text{mol(+)}$
- 物质的量:$\frac{3375}{2} = 1687.5 \, \text{mol}$
- 质量:$1687.5 \, \text{mol} \times 24 \, \text{g/mol} = 40500 \, \text{g}$
K⁺(价态 $n=1$,占比 $5\%$)
- 电荷量:$22500 \, \text{mol(+)} \times 5\% = 1125 \, \text{mol(+)}$
- 物质的量:$\frac{1125}{1} = 1125 \, \text{mol}$
- 质量:$1125 \, \text{mol} \times 39 \, \text{g/mol} = 43875 \, \text{g}$