Giải KHTN 8 Bài 14 (Chân trời sáng tạo): Phân bón hoá học

Giải KHTN 8 Bài 14: Phân bón hoá học

Mở đầu trang 69 KHTN 8: Con người và động vật đều phải bổ sung dưỡng chất cho cơ thể (thức ăn, thức uống, …). Tương tự, cây trồng cũng cần dinh dưỡng (phân bón) để phát triển. Phân bón cung cấp cho cây trồng những nguyên tố dinh dưỡng gì? Có những loại phân bón nào?

Trả lời:

- Phân bón cung cấp cho cây trồng 3 loại nguyên tố dinh dưỡng là:

+ Nguyên tố đa lượng: N, P, K.

+ Nguyên tố trung lượng: Ca, Mg, S.

+ Nguyên tố vi lượng: Fe, Cu, Mn, B, Mo …

- Một số loại phân bón: phân đạm, phân lân, phân kali, phân N – P – K…

1. Vai trò của phân bón đối với đất và cây trồng

Giải KHTN 8 trang 70

Câu hỏi thảo luận 1 trang 70 KHTN 8: Hãy liệt kê các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, trung lượng, vi lượng có ở Hình 14.1.

Trả lời:

Từ hình ta có:

+ Nguyên tố đa lượng: P, K.

+ Nguyên tố trung lượng: Ca, S.

+ Nguyên tố vi lượng: Zn, Cu, B, Mn, Si, Mo, Na, Co …

Luyện tập trang 70 KHTN 8: Từ nhiều loại phân bón ta có các chất sau: (NH₂)₂CO; Ca(H₂PO₄)₂; Ca₃(PO₄)₂; (NH₄)₂HPO₄; Ca(NO₃)₂; (NH₄)₂SO₄. Từ các chất trên, hãy cho biết chất nào chứa cả hai loại nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và trung lượng.

Trả lời:

Chất chứa cả hai loại nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và trung lượng là: Ca(H₂PO₄)₂; Ca₃(PO₄)₂; Ca(NO₃)₂; (NH₄)₂SO₄.

2. Thành phần và tác dụng cơ bản của các loại phân bón

Câu hỏi thảo luận 2 trang 70 KHTN 8: Từ các loại phân đạm ta có các muối sau đây: ammoni sulfate; ammoni nitrate; calcium nitrate. Theo em, muối nào trong các muối trên có hàm lượng nitrogen (% nitrogen) cao nhất.

Trả lời:

Hàm lượng nitrogen trong ammoni sulfate (NH₄)₂SO₄:

$\%N=\frac{2\times 14}{132}\times 100\%=\mathrm{21,21}\%.$

Hàm lượng nitrogen trong ammoni nitrate (NH₄NO₃):

$\%N=\frac{2\times 14}{80}\times 100\%=35\%.$

Hàm lượng nitrogen trong calcium nitrate (Ca(NO₃)₂):

$\%N=\frac{2\times 14}{164}\times 100\%=\mathrm{17,07}\%.$

Vậy trong các muối trên ammoni nitrate (NH₄NO₃) có hàm lượng nitrogen cao nhất.

Luyện tập trang 70 KHTN 8: Một số loại phân bón chứa các chất sau: Ca(NO₃)₂, NH₄NO₃, (NH₂)₂CO, (NH₄)₂SO₄. Hãy sắp xếp theo chiều tăng hàm lượng nitrogen (% nitrogen) của các muối trên.

Trả lời:

Hàm lượng nitrogen trong calcium nitrate (Ca(NO₃)₂):

$\%N=\frac{2\times 14}{164}\times 100\%=\mathrm{17,07}\%.$

Hàm lượng nitrogen trong ammoni nitrate (NH₄NO₃):

$\%N=\frac{2\times 14}{80}\times 100\%=35\%.$

Hàm lượng nitrogen trong urea ((NH₂)₂CO):

$\%N=\frac{2\times 14}{60}\times 100\%=\mathrm{46,67}\%.$

Hàm lượng nitrogen trong ammoni sulfate (NH₄)₂SO₄:

$\%N=\frac{2\times 14}{132}\times 100\%=\mathrm{21,21}\%.$

Sắp xếp theo chiều tăng hàm lượng nitrogen (% nitrogen) của các muối là:

Ca(NO₃)₂, (NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃, (NH₂)₂CO.

Giải KHTN 8 trang 71

Vận dụng trang 71 KHTN 8: Một loại phân đạm chứa muối (X) là nitrate của kim loại R, có 16,216% khối lượng R; biết khối lượng phân tử của (X) bằng 148 amu.

a) Xác định công thức hoá học của (X).

b) Hãy cho biết công dụng của loại phân bón này thông qua việc tìm hiểu từ internet, sách, báo …

Trả lời:

a) Đặt công thức tổng quát của muối là: R(NO₃)_n.

Theo bài ra, khối lượng của R trong muối là: $\frac{148\times \mathrm{16,216}}{100}=24\left(amu\right).$

Vậy kim loại R là Mg.

Lại có 24 + 62 × n = 148 Þ n = 2.

Vậy công thức hoá học của muối (X) là: Mg(NO₃)₂.

b) Công dụng của loại phân bón này: Cung cấp Mg và N cho cây, giúp hệ rễ phát triển mạnh, tăng khả năng hấp thụ nước cho quá trình tổng hợp diệp lục, rút ngắn thời gian sinh trưởng của cây trồng, giúp trái cây có mẫu mã đẹp…

Câu hỏi thảo luận 3 trang 71 KHTN 8: Quan sát Hình 14.3, hãy cho biết thành phần chính của 2 loại phân lân này có đặc điểm gì giống nhau.

Trả lời:

Thành phần chính của hai loại phân lân này đều chứa phosphorus.

+ Phân lân nung chảy có thành phần chính là: Ca₃(PO₄)₂.

+ Phân superphosphate có thành phần chính là: Ca(H₂PO₄)₂.

Vận dụng trang 71 KHTN 8: Tìm hiểu qua sách, báo và internet, … hãy cho biết:

a) Phân lân phù hợp cho loại đất trồng nào, thời kì sinh trưởng nào của cây trồng cần bón phân lân?

b) Độ dinh dưỡng của phân lân là gì?

Trả lời:

a) Phân lân thích hợp cho đất chua. Bón phân lân vào lúc cây mới trồng.

b) Độ dinh dưỡng của phân lân là hàm lượng % P₂O₅ có trong phân bón.

Câu hỏi thảo luận 4 trang 71 KHTN 8: Hãy viết công thức hoá học các chất ở Hình 14.4 và cho biết điểm giống nhau về thành phần của chúng.

Trả lời:

Phân kali đỏ chứa KCl.

Phân kali trắng chứa K₂SO₄ hoặc KNO₃.

Như vậy các chất này giống nhau: thành phần đều có chứa K.

Luyện tập trang 71 KHTN 8: Viết phương trình hoá học của phản ứng tạo ra muối có trong một số phân kali từ acid và base tương ứng.

Trả lời:

Một số phương trình hoá học minh hoạ:

KOH + HNO₃ → KNO₃ + H₂O

KOH + HCl → KCl + H₂O

2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O.

Giải KHTN 8 trang 72

Vận dụng trang 72 KHTN 8: Khi cây trồng bị thiếu kali sẽ có hiện tượng bị vàng lá, cây tăng trưởng chậm, dễ bị sâu bệnh, … Tìm hiểu qua sách, báo và internet, … hãy cho biết, các bổ sung kali tự nhiên cho cây trồng.

Trả lời:

Một số cách bổ sung kali tự nhiên cho cây trồng:

+ Bón tro bếp hoặc đốt rơm rạ lấy tro bón cho cây.

+ Ủ dịch chuối trứng bón cho cây …

Câu hỏi thảo luận 5 trang 72 KHTN 8: Trên bao bì của một loại phân bón có kí hiệu: NPK 15 – 5 – 25 (hình dưới). Hãy cho biết ý nghĩa của kí hiệu trên.

Trả lời:

Kí hiệu: NPK 15 – 5 – 25 cho biết tỉ lệ % khối lượng của N, P₂O₅, K₂O có trong phân.

Luyện tập trang 72 KHTN 8: Một loại phân N – P – K 16 – 16 – 8 được pha trộn từ ba loại phân đơn có thành phần chính là các muối tương ứng: (NH₄)₂SO₄, Ca(H₂PO₄)₂, KNO₃. Tính tỉ lệ khối lượng các muối cần trộn để có loại phân trên.

Trả lời:

Giả sử có 100 gam phân bón.

Gọi số mol các muối (NH₄)₂SO₄, Ca(H₂PO₄)₂, KNO₃ có trong 100 gam lần lượt là x, y, z.

Ta có:

$\%N=\frac{28x+14z}{100}.100=16\Rightarrow 28x+14z=16(*)$

$\%P_2{O}_5=\frac{142y}{100}.100=16\Rightarrow y=\frac{8}{71}(**)$

$\%K_{2}O=\frac{\mathrm{0,5}z.94}{100}.100=8\Rightarrow z=\frac{8}{47}(***)$

Thay z ở (***) vào (*) được x = $\frac{160}{329}$

Vậy trong 100 gam phân bón có:

$\begin{array}{l}{m}_{{\left(N{H}_4\right)}_{2}S{O}_4}=\frac{160}{329}.132\approx \mathrm{64,2}\left(gam\right)\\ m_{Ca{\left(H_{2}P{O}_4\right)}_2}=\frac{8}{71}.234\approx \mathrm{26,4}\left(gam\right)\\ m_{KN{O}_3}=100-\mathrm{64,2}-\mathrm{26,4}=\mathrm{9,4}\left(gam\right)\end{array}$

Vậy tỉ lệ khối lượng các muối (NH₄)₂SO₄, Ca(H₂PO₄)₂, KNO₃ cần trộn là xấp xỉ: 64 : 26 : 9.

3. Ảnh hưởng của việc sử dụng phân bón đến môi trường đất, nước và sức khoẻ con người

Giải KHTN 8 trang 73

Câu hỏi thảo luận 6 trang 73 KHTN 8: Em hãy cho biết một số ảnh hưởng của phân bón đến môi trường đất, nước và sức khoẻ con người. Hãy nêu các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm do phân bón.

Trả lời:

Một số ảnh hưởng của phân bón đến môi trường đất, nước và sức khoẻ con người:

+ Phân bón tồn lưu trong đất gây ô nhiễm môi trường đất, môi trường nước, môi trường không khí; giảm độ phì nhiêu của đất trồng; gây hại cho cây trồng và các sinh vật sống trong đất, nước …

+ Con người sử dụng thực phẩm tồn dư hoá chất (phân bón, thuốc bảo vệ thực vật …) lâu dài sẽ bị ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ.

- Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ phân bón, ta phải tuân thủ các biện pháp sau:

+ Bón đúng liều: để tránh lãng phí và giảm sự tồn lưu của phân bón trong đất.

+ Bón đúng lúc: đúng giai đoạn cây cần nhu cầu dinh dưỡng để phát triển.

+ Bón đúng loại phân: dựa vào từng giai đoạn phát triển của cây trồng và tuỳ đặc điểm của đất trồng để chọn loại phân bón cho phù hợp.

+ Bón đúng cách: giúp cây hấp thu tối đa lượng phân bón, không gây hại cho cây, không giảm độ phì nhiêu của đất trồng, giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường từ phân bón, …

Luyện tập trang 73 KHTN 8: Giả sử một hecta trồng lúa cho loại đất bình thường cần 120 – 150 kg đạm (N)/1 vụ, hãy cho biết cần bón bao nhiêu kg phân urea để cây không bị thiếu đạm và đất không bị ô nhiễm do thừa phân.

Trả lời:

Phân urea: (NH₂)₂CO.

Hàm lượng nitrogen trong urea ((NH₂)₂CO):

$\%N=\frac{2\times 14}{60}\times 100\%=\mathrm{46,67}\%.$

Khối lượng urea cung cấp 120 kg đạm là:

$\frac{120}{\mathrm{46,67}}\times 100\approx \mathrm{257,12}\left(kg\right)$

Khối lượng urea cung cấp 120 kg đạm là:

$\frac{150}{\mathrm{46,67}}\times 100\approx \mathrm{321,41}\left(kg\right)$

Vậy khối lượng urea trong khoảng 257,12 – 321,41 kg/ 1 vụ là phù hợp.

Vận dụng trang 73 KHTN 8: Khi thiếu nguyên tố dinh dưỡng phosphorus (P), bộ rễ sẽ chậm phát triển, cây dễ bị rụng lá, … Ngược lại, dư P sẽ tổn thương cây và thay đổi các hoạt động của vi khuẩn có lợi trong đất trồng. Giả sử một loại cây cà phê đang thu hoạch trái cần trung bình từ 70 – 80 kg nguyên tố P/ha/năm, người làm vườn đã bón 280 kg phân lân có chứa 69,62% muối calcium dihydrophosphate cho 1 ha/năm. Lượng phân trên có gây hại cho cây và đất trồng không? Hãy đề xuất khối lượng phân lân nói trên cho hợp lí là bao nhiêu kg/ha/năm.

Trả lời:

Khối lượng muối calcium dihydrophosphate (Ca(H₂PO₄)₂) có trong 280 kg phân lân là:

$280\times \frac{\mathrm{69,62}}{100}=\mathrm{194,936}\left(kg\right)$

Khối lượng P có trong 280 kg phân lân là:

$\mathrm{194,936}\times \frac{31\times 2}{234}=\mathrm{51,65}kg.$

Lượng phân bón này không gây hại cho đất trồng và vẫn chưa đủ nhu cầu của cây.

Để có 70 kg P cần lượng (Ca(H₂PO₄)₂) là: $\frac{70\times 234}{31\times 2}=\mathrm{264,2}kg.$

Để có 70 kg P cần lượng phân bón là: $\mathrm{264,2}\times \frac{100}{\mathrm{69,62}}=\mathrm{379,5}kg.$

Để có 80 kg P cần lượng (Ca(H₂PO₄)₂) là: $\frac{80\times 234}{31\times 2}=\mathrm{301,94}kg.$

Để có 80 kg P cần lượng phân bón là: $\mathrm{301,94}\times \frac{100}{\mathrm{69,62}}=\mathrm{433,7}kg.$

Vậy khối lượng phân lân hợp lí là khoảng 379,5 – 433,7 kg/ha/năm.

Kiến thức trọng tâm KHTN 8 Bài 14: Phân bón hoá học

I. Vai trò của phân bón đối với đất và cây trồng

Phân bón hoá học là hợp chất chứa các nguyên tố dinh dưỡng được dùng để bổ sung cho cây trồng.

Có 3 loại nguyên tố dinh dưỡng là nguyên tố đa lượng, nguyên tố trung lượng và nguyên tố vi lượng.

- Phân bón chứa nguyên tố đa lượng: Bổ sung dinh dưỡng thiết yếu cho cây trồng. Nhóm phân bón này gồm phân đạm (bổ sung nguyên tố N), phân lân (bổ sung nguyên tố P), phân kali (bổ sung nguyên tố K).

- Phân bón chứa nguyên tố trung lượng: Bổ sung các nguyên tố calcium (Ca), magnesium (Mg) và sulfur (S). Các nguyên tố này giúp cây trồng phát triển tốt hơn.

- Phân bón chứa nguyên tố vi lượng: Bổ sung các nguyên tố iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), boron (B), molybdenum (Mo), ... Các nguyên tố này giúp cây trồng phát triển mạnh và sản phẩm thu hoạch đạt chất lượng tốt hơn.

II. Thành phần và tác dụng cơ bản của các loại phân bón

1. Phân đạm

Phân đạm giữ vai trò thiết yếu đối với cây trồng và thích hợp cho nhiều loại đất. Phân đạm cung cấp nguyên tố dinh dưỡng nitrogen, kích thích quá trình sinh trưởng, giúp cây phát triển.

Độ dinh dưỡng của phân đạm là hàm lượng % nitrogen có trong phân bón.

Có 3 loại phân đạm được dùng phổ biến. Chúng thường ở thể rắn, dạng hạt, màu trắng, tan tốt trong nước.

- Phân urea: có công thức hoá học là (NH₂)₂CO, thích hợp với nhiều loại cây trồng, thường dùng để bón lót hoặc bón thúc.

- Phân đạm nitrate: cung cấp nitrogen dưới dạng ion nitrate ($N{O}_3^{-}$), thành phần chính của phân có thể là Ca(NO₃)₂ hoặc Mg(NO₃)₂ hay NaNO₃… Loại phân này thường dùng để bón thúc.

- Phân đạm ammonium: chứa ion ammonium (NH₄⁺), thành phần chính của phân có thể là NH₄Cl hoặc (NH₄)₂SO₄ hay NH₄NO₃; thường dùng để bón thúc.

Một số loại phân đạm

2. Phân lân

Phân lân là loại phân cung cấp nguyên tố phosphorus cho cây trồng dưới dạng phosphate ion hay dihydrophosphate ion. Loại phân này giúp bộ rễ phát triển mạnh, tăng khả năng ra hoa, tạo quả,…

Hai loại phân lân thường gặp là phân lân nung chảy có thành phần chính là Ca₃(PO₄)₂ và phân superphosphate có thành phần chính là Ca(H₂PO₄)₂.

Mở rộng:

Có hai loại phân superphosphate:

+ Superphosphate đơn chứa 14% - 20% P₂O₅; thành phần gồm Ca(H₂PO₄)₂ và CaSO₄.

+ Superphosphate kép chứa 40 - 50% P₂O₅; thành phần gồm Ca(H₂PO₄)₂.

Độ dinh dưỡng của phân lân là hàm lượng (%) P₂O₅ có trong phân bón.

3. Phân kali

Phân kali cung cấp cho cây trồng nguyên tố dinh dưỡng potassium. Loại phân bón này hỗ trợ cây trồng trong giai đoạn trưởng thành, ra hoa và tăng độ ngọt cho củ, quả, tăng khả năng chịu hạn, chịu rét, chống sâu bệnh, …

Trên thị trường có hai loại phân kali: kali trắng và kali đỏ; kali đỏ chứa ion chloride, kali trắng chứa ion sulfate hoặc nitrate.

Độ dinh dưỡng của phân kali là hàm lượng %K₂O có trong phân.

4. Phân N – P – K

Bổ sung các nguyên tố đa lượng cho cây trồng, cung cấp các dưỡng chất, kích thích sự phát triển, tăng sức đề kháng cho cây và cải thiện độ phì nhiêu cho đất.

Độ dinh dưỡng của phân N – P – K bằng tỉ lệ % khối lượng của N, P₂O₅, K₂O có trong phân.

Có hai loại phân N – P – K:

+ Phân N – P – K hỗn hợp (gồm các hạt có màu khác nhau) là sản phẩm trộn phân đạm, phân lân và phân kali theo tỉ lệ thích hợp.

+ Phân N – P – K phức hợp (thường là đơn màu) được sản xuất nhờ công nghệ hoá học.

III. Ảnh hưởng của việc sử dụng phân bón đến môi trường đất, nước và sức khoẻ con người

Phân bón có chứa các chất hoá học, nếu được sử dụng đúng cách sẽ đem lại nhiều lợi ích. Ngược lại, nếu sử dụng không hợp lí thì phân bón lại chính là một trong những tác nhân gây nên sự ô nhiễm môi trường đất, nước và sức khoẻ con người…

- Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ phân bón, ta phải tuân thủ các biện pháp sau:

+ Bón đúng liều: để tránh lãng phí và giảm sự tồn lưu của phân bón trong đất.

+ Bón đúng lúc: đúng giai đoạn cây cần nhu cầu dinh dưỡng để phát triển.

+ Bón đúng loại phân: dựa vào từng giai đoạn phát triển của cây trồng và tuỳ đặc điểm của đất trồng để chọn loại phân bón cho phù hợp.

+ Bón đúng cách: giúp cây hấp thu tối đa lượng phân bón, không gây hại cho cây, không giảm độ phì nhiêu của đất trồng, giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường từ phân bón, …

Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 8 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Ôn tập chương 2

Bài 15: Khối lượng riêng

Bài 16: Áp suất

Bài 17: Áp suất trong chất lỏng

Bài 18: Áp suất trong chất khí