Question

在一个透明的容器中加入适量NaHCO₃稀溶液，将杨树叶片迅速封入其中，装置如图所示，摇动容器，使容器内空气中的CO₂和溶液的CO₂达到动态平衡，在保持温度不变的条件下，进行如下实验，试根据实验回答下列问题：

（1）光照几分钟后，容器内溶液的pH＿＿＿＿＿（增大、减小），

其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）随着光照时间的延长，溶液的pH的变化速度趋于变＿＿＿＿＿（快、慢），其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）如果将装置置于暗室中，一段时间后，溶液的pH＿＿＿＿＿（增大、减小），其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）该装置可以用来研究植物的＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。

 

Answer 1

（1）增大　 植物光合作用消耗CO₂引起溶液中的碳酸氢根离子减少，使得氢离子浓度降低，溶液pH增大；（2）慢　 随着光照时间的延长，光合作用使溶液中的碳酸氢根离子大量消耗，导致碳酸氢根离子转化为CO₂的量减少，氢离子浓度降低的速度减慢，溶液pH的变化速度转慢；（3）减小 在暗室中叶片进行呼吸作用，释放CO₂，容器中CO₂浓度增加，使溶液中碳酸增加，pH减小；（4）光合作用　 呼吸作用。

 

本题为分析型实验题。要求学生根据实验中的图、文、表等多种形式表达的实验情境，对实验原理、实验材料的选择和处理，实验方法、过程、结果、结论等进行分析。要充分利用光合作用和呼吸作用之间的关系来解答，还要利用所学的化学知识。光合作用消耗CO₂，呼吸作用释放CO₂，还要抓住CO₂+H₂O←→H₂CO₃←→H⁺+HCO₃^－这个反应式的动态平衡。当光合作用增强，消耗CO₂，则H₂CO₃减少，引起溶液中的碳酸氢根离子减少，使得氢离子浓度降低，溶液pH增大，否则当呼吸作用强度大于光合作用强度，释放CO₂，容器中CO₂浓度增加，使溶液中碳酸增加，pH减小。