【特色专题专训】专题七 跨学科实践活动 2025年中考化学总复习（河南专版）（含解析）
文档属性
| 名称 | 【特色专题专训】专题七 跨学科实践活动 2025年中考化学总复习（河南专版）（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 581.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-11-11 10:13:21 | ||
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文档简介
专题七 跨学科实践活动
活动1 微型空气质量“检测站”的组装与使用
空气质量问题日益受到关注,对空气质量进行实时的、便捷的检测有更大需求。微型空气质量检测站被称为大气污染防治利器。针对如何组装和使用微型空气质量“检测站”,同学们开展了项目化探究活动。
任务一:了解空气质量监测系统的组成
通过查阅资料了解到空气质量监测系统主要由气态污染物监测模块、颗粒物监测模块、气象参数传感器、无线通信模块、供电及电源管理单元等组成。
(1)空气微型站使用不锈钢支架,融合野外防护箱,在确保美观的前提下,还能满足耐腐蚀、抗干扰的需求。支架所用材料的主要成分为 ,属于 材料,该材料具有的特性为 。
(2)气象用风速传感器中使用了硅和玻璃材料。硅的原子结构示意图及在元素周期表中的部分信息如图所示。下列有关说法错误的是 (填字母)。
A.硅属于非金属元素
B.硅的相对原子质量为28.08 g
C.硅原子的核外电子数为14
D.硅原子核外有三层电子层
任务二:分析空气质量监测因子
【查看说明书】
(1)监测因子包括 、SO2、NO2、O3、VOCS、PM2.5、PM10、风速、风向、 、湿度、大气压力。
(2)空气中SO2、NO2增多会引起的环境问题是 ,验证雨水显酸性的方法是 ,酸雨形成的主要原因是 。
(3)冬季雾霾天气频发,除了影响出行,还影响 。出行可以佩戴口罩,口罩起的作用是 。
任务三:探究空气中颗粒物的主要成分
【查阅资料】
某地空气中颗粒污染物中含有Na+、K+、N、H+、S及少量的N等。
【实验计划】
验证颗粒污染物中含有N、S。
【进行实验】
同学们将收集到的颗粒物加水溶解,静置,取上层清液于两支试管中进行实验。
方案 实验操作 实验现象 实验结论
1 向一支试管中滴加几滴 产生白色沉淀 含有S
2 向另一支试管中滴加足量浓氢氧化钠溶液,加热 含有N
【反思评价】
(1)方案1中反应的化学方程式为 。
(2)小明提出:若用足量浓 替代方案1、方案2中加入的试剂,加热,只需进行一次实验即可得出最终结论。
任务四:交流如何正确使用微型空气质量“检测站”
同学们通过交流达成共识:(1)安装微型空气质量“检测站”需要布点,使之具有较好的代表性,能客观反映一定空间范围内环境空气质量水平和变化规律;同类型监测点位设置环境条件应尽可能 ,使各个监测点获取的数据具有可比性。
(2)不能将模组放置于超量程的空气环境中,否则会导致传感器过载而失效。
(3)微型空气质量“检测站”具有成本低、体积较小、功耗 和 等优点。通过云平台监控系统连接手机、电脑、平板都可实时查看数据,根据实际情况进行环境污染治理。
活动2 基于特定需求设计和制作简易供氧器
氧气是空气中的一种重要成分,是生物体呼吸不可或缺的物质,也是工业生产必备的原料,供氧器在生产、生活中扮演着重要的角色。在老师的指导下,同学们为设计和制作供氧器开展了下列活动。
活动一:界定任务
【提出问题】基于特定需求设计和制作简易供氧器需要考虑哪些方面的问题 设计思路是什么
【问题讨论】
小明认为,制作简易供氧器需要考虑 、 。
小华认为,反应物的组成中必须含有氧元素,她的依据是 。通过小组讨论,同学们一致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变化、能量变化、反应速率、制得的氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根据反应物的状态及反应条件确定发生装置,根据氧气的 等确定收集装置。
活动二:建构模型
老师提供了以下实验装置,要求同学们选择装置用过氧化氢溶液分解和加热高锰酸钾获得氧气,并学会验证氧气的实验方法。
【设计实验】
实践小组的同学选择了A、F装置,反应的化学方程式为 ,完成该实验还缺少的一种用品是 ;创新小组的同学选用过氧化氢溶液制取氧气,应该选择的发生装置为 (填字母)。
【交流讨论】
工业上需要大量的氧气,工业制氧的方法是利用液态氮和液态氧的 不同,采用蒸发的方法将氮气和氧气进行分离。
活动三:市场调研
图1 图2
图1为便携式制氧器的原理图。小科通过阅读说明书,了解它的工作原理。加湿过滤仓利用氧气 溶于水的原理,使氧气湿润;根据加湿过滤仓中 ,可以判断氧气排出的快慢;夏天鱼缸中水里溶解氧的量 ,可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧。
图2是某化学氧自救器“初期生氧器”的示意图,该化学氧自救器在工作初期,内部独立的“初期生氧器”首先启动,以解决初期供氧不足的问题。“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等成分。
(1)“初期生氧器”主要依靠氯酸钾和二氧化锰制氧,其反应的化学方程式为 。
(2)根据制氧反应条件可以推测铁粉的作用,铁粉与氧气反应会 ,从而使氯酸钾的分解反应能持续进行。
活动四:作品发布
通过查阅资料,同学们了解到潜水员、空间站中航天员使用的供氧原理不同。空间站供氧采用电解水,其反应的化学方程式为 ;潜水员供氧装置的原理为2Na2O2+2CO22X+O2,其中X的化学式为 ,根据反应原理绘制了如下模拟供氧装置,作为供氧装置,其不足之处是 。
活动3 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程
任务一:查阅资料,史料展示
1661年波义耳在研究空气时利用不断分割的思路认为“只有那些不能用化学方法再分解的简单物质才是元素”,并将这一观点下的元素视为物质组成的基本单位。1777年 利用汞在空气中生成汞灰,将汞灰再分解得到原来空气的方法,结束了空气是组成物质的基本单位的错误见解,也给我们提供了一种研究物质的重要的思维方法:采用“合”与“分”的方法研究物质组成。1808年,道尔顿提出 学说;1814年阿伏加德罗和安培各自提出分子假说,1858年,分子学说被广泛认可;对物质定量关系的研究也一直在进行中,1799年,普洛斯阐述了定比定律,测定发现物质中元素的质量比是固定的。
任务二:认识分子,搭建分子模型
兴趣小组的同学利用小球搭建了以下四种模型,其中可表示单质的是 (填字母,下同);表示化合物的是 ;表示混合物的是 ,该混合物中含有 种分子。
A B C D
任务三:分析史料,构建原子模型
(1)1897年,汤姆生通过实验发现了带负电的电子,他推测原子中还有带正电的物质,他推测的依据是 。
(2)1909年著名物理学家卢瑟福为探索原子的内部结构进行了著名的α粒子散射实验(图1),实验现象如图2所示。由实验现象可以推理得出的结论有 (填字母)。
A.原子核带正电
B.原子核很小,但集中了原子的大部分质量
C.原子核由质子和中子构成
D.原子内部有很大的空间
(3)符合卢瑟福实验结论的原子结构模型是 (填字母)。
任务四:探索元素与物质组成的奥秘
【进行实验】
为探究水的组成,同学们做了两个实验:电解水、氢气燃烧。
【实验结论】 。
【实验反思】这两个实验采用了拉瓦锡 的思维方法研究物质组成。
【构建模型】
同学们绘制了硒元素的有关信息及几种原子的结构示意图。其中硒的相对原子质量为 ; (填序号,下同)属于同种元素, 为稳定结构。
【定量分析】
过氧乙酸(化学式为CH3COOOH)溶液是常用消毒剂中的一种,过氧乙酸中碳、氢、氧元素的质量之比为 (填最简整数比)。
任务五:绘制物质的组成和构成关系图
(1)物质的组成和构成关系如图所示,图中①表示 ,②表示 。
(2)电子的质量很小,可以忽略不计,所以原子的质量主要集中在 上;金属铜是由 构成的。
活动4 水质检测及自制净水器
水是生命之源,通过化学课程的学习,某化学兴趣小组对我市市区饮用水的来源及生活污水净化产生了兴趣,并展开了项目式探究学习。
活动一:水源地水质调查
【调查研究】
大家通过实地调查,明确了水源中水质情况,在处理前,该水源除水之外,还含有 、可溶性矿物质、有颜色或异味的杂质、细菌等。
活动二:参观考察自来水加工厂
小组同学通过参观考察,绘制了自来水厂处理水的过程模拟图(如图所示):
(1)澄清池主要沉降去除大颗粒泥沙,一般会加入适量明矾作絮凝剂,其主要目的是 。
(2)滤水池底部铺有干净细沙,主要起到过滤作用,其主要目的是除去 。
(3)进入X池的水含有少量色素和异味,X池中应该加入 ,以除去色素和异味。
(4)进入气管网或水塔之前,应该加入氯气,主要目的是 。
【反思质疑】
处理后的饮用水是纯水吗 经过讨论之后,同学们一致认为不是,理由是 。
活动三:自制污水净水器
同学们自制右图净水器净化处理生活污水,其中石英砂的作用是 ,其主要原理是利用 不同使不溶性杂质和液体分离开。
活动四:检测净化后的水质
【提出问题】
生活污水经一系列净化处理后,其外观已呈无色透明,那么其酸碱度是否达到了排放标准呢 其中是否含有CaCl2呢
【进行实验】
实验步骤 实验操作 实验现象 实验结论
步骤1 水的pH=7
步骤2 取少量净化后的水,向其中滴加碳酸钠溶液 产生白色沉淀 水中含有
步骤3 另取少量净化后的水,向其中滴加 产生白色沉淀 水中含有Cl-
【解释与结论】
步骤3中发生反应的化学方程式是 。生活污水经过净化,其酸碱度已达排放标准,且水中含有CaCl2。
【反思评价】
(1)有同学认为步骤3中检验出的Cl-不一定来自CaCl2,理由是 。
(2)净化后的水可以用于 。
活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案
自然界存在着碳循环。当自然界的碳平衡被打破后,大气中的二氧化碳含量增多,由此带来一系列环境问题。我国积极采取低碳减排措施,力争在2060年前实现碳中和。为践行碳中和理念,实验中学开展了“我为低碳作贡献”的跨学科实践活动。
活动一:了解自然界中的碳循环
(1)从碳循环视角看,会导致大气中二氧化碳含量增多的过程有 。
(2)自然界中消耗二氧化碳的主要方式是 。
活动二:探究吸收二氧化碳的途径
【作出猜想】有同学认为可用水吸收二氧化碳。
【进行实验】
该同学进行了下图所示实验。向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入一定量的水,迅速拧紧瓶盖振荡,塑料瓶变瘪,请解释原因: 。
【进行评价】
根据上述实验,该同学认为自然界中的海水可以吸收大气中过多的二氧化碳,请你评估该观点存在的问题或风险,并阐述理由: 。
活动三:寻找捕集、利用二氧化碳的新途径
【搜集资料1】目前,CO2捕集技术的关键是将CO2从排放物中分离出来。物理吸收法中的一种方法是用甲醇作溶剂吸收;另一种是用活性炭、沸石等对CO2进行吸附性吸收。化学吸收法中用氨水(NH3·H2O)作吸收剂时,控制温度在30 ℃左右,用喷氨技术吸收CO2生成碳酸氢铵。
【搜集资料2】我国科学家利用二氧化碳和电解水产生的氢气先合成甲醇,继而通过10步反应合成淀粉。与植物生产淀粉所需的60多步反应相比,明显降低了合成的复杂度,提高了能源的利用效率。但从经济角度看,如果要与农业种植竞争,电能利用效率和淀粉合成速率还需要提高数倍。
【交流讨论】(1)活性炭、沸石等可作为吸附剂吸收CO2,则它们可能具备的结构特点是 。用喷氨技术吸收CO2,控制温度在30 ℃左右,温度不宜太高的原因是 。
(2)某同学推测,二氧化碳和氢气在一定条件下合成甲醇(CH3OH)的同时有水生成,该反应的化学方程式为 ,他这样推测的原因是 。
请结合资料2信息,从理论意义和现实挑战的角度对“二氧化碳合成淀粉”进行评述: 。
活动四:制定低碳行动方案
低碳行动需要每一位公民的努力,请完成下列低碳行动方案。
碳中和:二氧化碳的排放量=二氧化碳的吸收量
范围 碳排放 碳吸收
个人生活 参加植树造林,在家多种花草
国家 发电方式变革,多风力、水力发电
国际 加强国家间交流合作 积极研究吸收大气中CO2的技术手段,各国合作共同发展
活动6 调查家用燃料的变迁与合理使用
化学实践小组的同学们对家用燃料的变迁、如何合理使用产生兴趣,利用假期开启了项目化探究。
活动一:调查目前家用燃料的种类
目前,我省大部分农村居民家用燃料主要有煤炭、柴草、液化石油气、天然气,少数农户使用沼气;城区居民家用燃料主要为管道天然气。从物质分类角度分析,煤、天然气均为 。
活动二:调查我国近50年来家庭燃料的变迁
通过调查获悉,我省城区居民家用燃料的使用经历了以下发展历程(括号内表示主要成分)。
(1)柴草中纤维素的化学式为(C6H10O5)n,纤维素在空气中完全燃烧的产物是 (填化学式)。
(2)20世纪80年代前后,居民家中主要采用蜂窝煤作燃料(如图1所示)。
①将煤制成蜂窝状的目的是 。
②在引燃蜂窝煤时,先在炉膛中自下而上依次加入废报纸、小木块和蜂窝煤(如图2所示),然后将进风口打开,点燃废报纸,打开进风口的目的是 ,先点燃废报纸是因为 。
③用煤作燃料是造成雾霾的原因之一,雾霾中对人体危害最大的大气污染物是 。
(3)如果“ ”处是氢气,请说出一条氢气作为燃料的主要优点: 。
(4)丙烷完全燃烧的微观示意图如下,该反应的化学方程式为 ,反应前后不变的微粒是 。
(5)已知在相同的温度和压强下,相同体积的气体具有相同的分子数,则10 L丙烷完全燃烧消耗O2的体积可能是 ,欲将燃烧液化石油气的燃气灶改为燃烧天然气,需要
(选填“调大”或“调小”)进风口。
活动三:分析使用家用燃料的利弊
家用燃料 利 弊
柴草 节约化石能源 会对空气造成污染
煤 热值高,燃烧时间长 燃烧会产生 等,污染空气
液化石油气 压力稳定、储存方便 遇明火易爆炸
天然气 遇明火易爆炸
【联系实际】为防止燃气泄漏造成危险,使用天然气的家庭将报警器安装位置确定在燃气灶附近墙壁的上方,这是基于天然气具有 的性质。
【反思拓展】保护生态环境是建设“人类命运共同体”的重要组成部分,我国科学家正在利用和开发H2等新能源,请再举出一例可利用的新能源: 。
活动7 探究土壤酸碱性对植物生长的影响
人类需要一定的生活环境,植物也一样。影响植物生长的因素有哪些呢 土壤是主要因素之一,土壤有的呈酸性,有的呈碱性。化学兴趣小组为了研究土壤酸碱性对植物生长的影响进行了探究实验。
活动一:探究不同pH的溶液中绿豆芽生长情况
【实验探究】
第一步:配制溶液。利用氢氧化钠溶液、盐酸和水进行配制,配制了pH为5、6、7、8、9的五组溶液。第二步:开始培植。在5个烧杯中分别倒入不同pH的溶液50 mL,放在同一向阳处,各放入 的8粒绿豆,并使其空间分布基本一致;第三步:观察记录,并绘制图像如下:
【实验结论】单就绿豆这一植物来说,在相同的环境中,pH为 的碱性溶液最适宜生长。
活动二:测定当地土壤溶液的酸碱性,见下表:
实验方法 实验现象 实验结论
方法一: 测得pH为6 土壤溶液 显酸性
方法二:将少量碳酸钠粉末(或锌粒)放入一支试管中,向其中加入土壤溶液
活动三:探究所施化肥在土壤中是否有残留,见下表:
【社会调查】向种植户了解到近几年该地一直施用的化肥是硫酸铵。
实验步骤 实验现象及 化学方程式 实验结论
步骤一:取少量土壤溶液于一支试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液 现象: 有N 硫酸铵 有残留
步骤二:另取少量土壤溶液于另一支试管中,滴加少量的 化学方程式: 有S
【信息检索】
(一)几种植物生长适宜的pH范围见下表:
小麦 葱 玉米 大蒜 棉花
5.5~6.5 7.0~7.4 6.5~7.0 5.6~6.0 6.5~8
(二)几种肥料对土壤酸碱性的影响见下表:
能使土壤呈 酸性的肥料 能使土壤呈 碱性的肥料 能使土壤呈 中性的肥料
硫酸铵、过磷 酸钙 氨水、碳酸钾、钙镁磷肥 碳酸氢铵、硫酸钾
【总结反思】
(1)该地种玉米不科学,请你结合所学知识,分析上述检索资料,给种植户提出一条合理化的种植建议: 。
(2)施用化肥要适度,过度施用单元素化肥的危害是 (写出一条即可)。
【得出结论】科学种田,既能提高产量,又能保护环境。
活动7 海洋资源的综合利用与制盐
胜利中学与某沿海学校建立了“手拉手,结对子”的联盟校,两地同学借助数字化平台对海洋中的海水利用概况、海水处理技术、海水处理车间废水成分、海洋发展前景及海洋生态环境保护等展开了项目化学习的探究,并开展了宣传活动。
任务一:调查海水利用概况
【查阅资料】
我国海水利用主要有海水直接利用、海水淡化、海水制盐等。
【分析交流】
同学们获悉采用“盐田法”进行海水晒盐的工艺流程如图所示。了解到目前从海水中提取食盐主要先将海水引入蒸发池,经日晒蒸发使海水浓度变大。
(1)海水晒盐是一个 结晶过程,采用这种结晶方法的原因是 。
(2)除去难溶性杂质后的粗盐中还含有Ca2+、Mg2+、S等杂质离子,除去镁离子需要加入过量的 溶液。
任务二:咨询海水处理技术
【咨询专家】
同学们通过数字化平台,向海洋专家进行了咨询,专家介绍,海水淡化使用了反渗透膜淡化技术,其工作原理如图所示。
【小组讨论】
同学们对以下两个问题,进行了网上交流并达成共识。
(1)海水通过反渗透膜,发生改变的是 (写1条)。
(2)淡化后的海水可用于 。
任务三:探究海水提取车间废水的成分
沿海学校的同学获得一瓶海水提取车间的废水,在“云端”共同完成了如下探究。
【教师指导】
提取的车间未经处理的废水中含有酸性物质,BaSO4为难溶于水的白色沉淀。
【猜想假设】
该强腐蚀性废水中可能含有硫酸和盐酸。
【进行实验】
设计实验方案,探究废水成分。
项目 实验步骤 实验现象 实验结论
方案 ①取少量废水于试管中,滴入几滴紫色石蕊溶液 废水中含 有硫酸和 盐酸
②取少量废水于试管中,滴加过量Ba(NO3)2溶液,静置 产生白色沉淀
③取步骤②的上层清液于试管中,滴加几滴 产生白色沉淀
【反思评价】
(1)废水中不含C的原因是 。
(2)步骤③中发生反应的化学方程式为 。
任务四:展望海水发展前景及海洋保护
【小组交流】
同学们了解到随着海产品培养技术的创新和推广,富含碘、硒等微量元素的海产品将为人类健康提供必要的保障,他们一致认为,经常食用海产品可预防的疾病是 。
【成果分享】
通过“云端”合作,同学们认识到海洋是人类的资源宝藏库及保护海洋生态系统的重要性。保护海洋生态环境,人人有责,请写出一条保护海洋生态环境的建议: 。
活动9 垃圾的分类与回收利用
我国各城市陆续开始实施《城市管理生活垃圾分类管理》规定以来,取得了阶段性的进展。兴趣小组的同学对垃圾分类和回收展开了调查活动。
任务一:了解垃圾分类
根据规定,城市生活垃圾分为四大类:有害垃圾、厨余垃圾、其他垃圾和可回收物。小组同学走进小区,积极帮助小区居民准确将垃圾分类投放。下列垃圾属于有害垃圾的是 (填序号)。
①旧铁锅 ②塑料瓶 ③过期药品 ④剩余饭菜 ⑤过期化妆品
任务二:了解垃圾处理方法
为了更好地了解不同垃圾的处理方式,小组同学分别行动进行调查。
【厨余垃圾的处理】
小组同学通过查阅资料获悉厨余垃圾处理工艺流程如下:
(1)厨余垃圾收集时要注意密封性,并及时处理,否则会发臭。发臭的原因是 。收集后要先进行初步的油、水、渣的分离,小明根据所学的知识对水、渣分离提出可以利用 (填操作名称)达到目的。
(2)分离后的残渣中含有较多的有机质,发酵后可以作 。
(3)厨余垃圾经过厌氧消化可得到沼气、氢气、乙醇或乳酸,从物质分类角度分析,沼气属于 ,其主要成分完全燃烧的化学方程式为 。
【其他垃圾的处理】
其他垃圾危害小,但无再利用价值。主要的处理方式就是分拣后,将可燃的垃圾运送至火力发电厂,将 能转化成电能再利用,将不可燃的对环境危害小的垃圾进行卫生填埋。
【有害垃圾的处理】
有害垃圾由有资质的专业机构实施专业化的运输和无害化处理,其中携带电池的电子产品可溶于硫酸变成金属离子。小组同学在工作人员的协助下,针对溶于硫酸后的溶液中的金属离子进行检验。
实验操作 实验现象 实验结论
溶液中含 有Cu2+
上述实验设计中涉及的化学方程式为 。
【可回收物的处理】
针对其中能直接利用的物质,如废弃的塑料、玻璃、金属、纸张等,进一步分拣、压缩、打包后再利用。其中塑料属于 材料。
任务三:现有垃圾处理方法反思
(1)垃圾是放错地方的资源,所以垃圾分类处理的优点有 。
(2)在垃圾分类管理的具体实施阶段中仍存在一些困难,请你提出一条合理化建议: 。
活动10 调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用
2024年4月30日,“神舟十七号”载人飞船安全返回,它的成功发射、在轨运行及安全着陆标志着我国航天科技水平已处于世界领先地位。新型材料和新型能源在航天事业中发挥了重要作用,创新小组的同学对我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用开启了调查活动。
活动一:了解航天领域中的新型材料和新型能源
【能源的利用】
(1)飞船发射时,为增加发射动力和发射过程的有效性,选用偏二甲肼(C2H8N2)和液态四氧化二氮(N2O4),二者反应可生成对环境无污染的CO2、H2O和 ;推进剂在使用时应注意 。
(2)煤油也可作火箭推进剂。科学家发现,煤在一定条件下加氢可制得煤油,称之为煤的液化,属于 变化。煤油(以C12H16为例)完全燃烧的化学方程式为 。
(3)空间站在轨运行期间,为航天员生活和科学实验提供所需能源的电力系统主要由太阳能电池翼和储能电池构成。其能量转化方式为将 转化为电能,利用产生的电能可电解水提供氧气,化学方程式为 。
(4)返回舱返回时的动力来自液氢和液氧,它们提供动力时发生反应的化学方程式为 ,在即将着陆前,要迅速释放剩余的燃料,这样做的目的是 。从环境保护的角度分析,采用液氢、液氧作为发动机推进剂的优点是 。
【材料的利用】
(1)为保护航天员的生命安全,一方面,“环控生保系统”向舱内输送可供呼吸的气体 ;另一方面,飞船在返回时,航天员要穿压力服,当舱内压力突变时,压力服会迅速充满气体,这就需要压力服具有良好的 性。
(2)舱外航天服由铝、橡胶、聚酯材料等制作而成,其中的铝属于 。舱外航天服的最外层使用了玻璃纤维和一种叫“特氟隆”的合成纤维,足以抵御枪弹一般的微陨石的袭击,它具有的特性是 。
(3)航天领域广泛使用的材料有石墨烯材料、碳纳米管、钛合金材料、耐高温塑料等。作为新材料之王,石墨烯是目前已知世界上最薄的材料,利用石墨烯优异的力学性能,将其加入树脂、金属中,可获得轻质、高载荷的航天 材料。
活动二:探究材料的来源
目前广泛用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁,是用海水中提取的镁盐制取的,下图是海水资源的部分综合利用流程。
(1)步骤①中发生反应的化学方程式为 。
(2)步骤②发生的反应属于 (填基本反应类型);步骤③除了生成镁,还会产生 ;步骤⑦是利用 的方法,将氯化钠溶液转化为氯化钠晶体。
(3)步骤⑧中反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2X+H2↑+Cl2↑,则X的化学式为 ,推出该物质化学式的依据是 。
答案
活动1
任务一:(1)Fe 金属 硬度大、耐腐蚀性强(合理即可)
(2)B
任务二:(1)CO 温度
(2)酸雨 取雨水水样,加入紫色石蕊溶液,溶液变红 煤、石油等化石燃料的大量燃烧
(3)室外作业(合理即可) 过滤空气中的有害物质,防止其进入呼吸道(合理即可)
任务三:氯化钡溶液 产生有刺激性气味的气体
(1)(NH4)2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NH4Cl
(2)Ba(OH)2溶液
任务四:一致 低 操作简单
活动2
【问题讨论】反应物的状态 反应条件 反应前后元素的种类不变 密度和溶解性
【设计实验】2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 棉花 B(或C)
【交流讨论】沸点 不易 气泡的多少 下降
(1)2KClO32KCl+3O2↑
(2)放热 2H2O2H2↑+O2↑ Na2CO3 氧气不纯,可能混有二氧化碳(合理即可)
活动3
任务一:拉瓦锡 原子
任务二:AB D C 2
任务三:(1)原子呈电中性(或原子不显电性)
(2)ABD
(3)C
任务四:水是由氢元素和氧元素组成的 “分”与“合”
78.96 ①③ ③④ 6∶1∶12
任务五:(1)①质子 ②离子
(2)原子核 原子
活动4
【调查研究】泥沙或不溶性杂质
(1)吸附杂质加速泥浆沉降
(2)较小的悬浮杂质
(3)活性炭
(4)杀菌、消毒
【反思质疑】水中含有可溶性物质 过滤 颗粒的大小
【进行实验】取净化后的水,滴到pH试纸上 Ca2+
AgNO3溶液
【解释与结论】2AgNO3+CaCl2Ca(NO3)2+2AgCl↓
【反思评价】(1)水中含有可溶的氯化物,这些物质也可以和硝酸银反应生成氯化银沉淀
(2)洗菜、浇花等
活动5
活动一:(1)火山喷发、化石燃料燃烧等
(2)光合作用
活动二:二氧化碳能溶于水,且能与水反应,会使塑料瓶中气压减小,塑料瓶变瘪
【进行评价】二氧化碳在水中的溶解能力是有限的,且较多二氧化碳溶于水会使海水酸化
活动三:(1)疏松多孔 温度太高,碳酸氢铵易分解
(2)CO2+3H2CH3OH+H2O 化学反应前后元素的种类、质量均不变
从理论上,提高了能源的利用效率;从现实上,如果要与农业种植竞争,电能利用效率和淀粉合成速率还需要提高数倍
活动四:节约用电(或减少纸张浪费等) 发展碳捕捉技术
活动6
活动一:混合物
活动二:(1)CO2、H2O
(2)①增大煤与空气的接触面积,使其燃烧更充分 ②提供充足的氧气 废报纸着火点较低,易被点燃 ③可吸入颗粒物
(3)无污染(或燃烧热值高或资源广泛,合理即可)
(4)C3H8+5O23CO2+4H2O 原子(或碳原子、氢原子、氧原子)
(5)50 L 调小
活动三:CO、SO2 热值高、清洁 密度比空气小 太阳能(合理即可)
活动7
活动一:大小一致 8
活动二:取一张pH试纸放在干燥的玻璃片上,用玻璃棒蘸取土壤溶液滴在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较 有气泡冒出
活动三:有刺激性气味的气体产生 氯化钡溶液(或氢氧化钡溶液) (NH4)2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NH4Cl
【总结反思】(1)改种小麦或大蒜,施加适合所种作物的肥料
(2)粮食减产(或粮食质量下降,或污染环境,或土壤养分结构失调)
活动8
任务一:(1)蒸发 氯化钠的溶解度受温度变化影响较小
(2)氢氧化钠
任务二:(1)含盐量降低
(2)生活用水(或工业用水,合理即可)
任务三:①紫色石蕊溶液变红 ②硝酸银溶液
(1)C与H+不能共存
(2)AgNO3+HClAgCl↓+HNO3
任务四:甲状腺肿大 不要往海洋中倒垃圾(或减少塑料的使用等,合理即可)
活动9
任务一:③⑤
任务二:(1)厨余垃圾发生化学变化,变质腐烂 过滤
(2)肥料
(3)混合物 CH4+2O2CO2+2H2O 化学 取少量溶于硫酸后的溶液于试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液(或放入洁净的铁钉) 产生蓝色沉淀(或铁钉表面有红色固体析出,合理即可) CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4(或Fe+CuSO4Cu+FeSO4) 合成
任务三:(1)节约资源、保护环境
(2)加强宣传,从源头上减少垃圾污染(合理即可)
活动10
活动一:
【能源的利用】(1)N2 二者恰好反应(或防止反应物泄漏)
(2)化学 C12H16+16O212CO2+8H2O
(3)太阳能 2H2O2H2↑+O2↑
(4)2H2+O22H2O 防止发生爆炸 无污染
【材料的利用】(1)氧气 气密(或耐压)
(2)金属材料 强度高、耐腐蚀
(3)复合
活动二:(1)MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2
(2)复分解反应 氯气 蒸发结晶
(3)NaOH 反应前后,原子的种类和数目均不变
活动1 微型空气质量“检测站”的组装与使用
空气质量问题日益受到关注,对空气质量进行实时的、便捷的检测有更大需求。微型空气质量检测站被称为大气污染防治利器。针对如何组装和使用微型空气质量“检测站”,同学们开展了项目化探究活动。
任务一:了解空气质量监测系统的组成
通过查阅资料了解到空气质量监测系统主要由气态污染物监测模块、颗粒物监测模块、气象参数传感器、无线通信模块、供电及电源管理单元等组成。
(1)空气微型站使用不锈钢支架,融合野外防护箱,在确保美观的前提下,还能满足耐腐蚀、抗干扰的需求。支架所用材料的主要成分为 ,属于 材料,该材料具有的特性为 。
(2)气象用风速传感器中使用了硅和玻璃材料。硅的原子结构示意图及在元素周期表中的部分信息如图所示。下列有关说法错误的是 (填字母)。
A.硅属于非金属元素
B.硅的相对原子质量为28.08 g
C.硅原子的核外电子数为14
D.硅原子核外有三层电子层
任务二:分析空气质量监测因子
【查看说明书】
(1)监测因子包括 、SO2、NO2、O3、VOCS、PM2.5、PM10、风速、风向、 、湿度、大气压力。
(2)空气中SO2、NO2增多会引起的环境问题是 ,验证雨水显酸性的方法是 ,酸雨形成的主要原因是 。
(3)冬季雾霾天气频发,除了影响出行,还影响 。出行可以佩戴口罩,口罩起的作用是 。
任务三:探究空气中颗粒物的主要成分
【查阅资料】
某地空气中颗粒污染物中含有Na+、K+、N、H+、S及少量的N等。
【实验计划】
验证颗粒污染物中含有N、S。
【进行实验】
同学们将收集到的颗粒物加水溶解,静置,取上层清液于两支试管中进行实验。
方案 实验操作 实验现象 实验结论
1 向一支试管中滴加几滴 产生白色沉淀 含有S
2 向另一支试管中滴加足量浓氢氧化钠溶液,加热 含有N
【反思评价】
(1)方案1中反应的化学方程式为 。
(2)小明提出:若用足量浓 替代方案1、方案2中加入的试剂,加热,只需进行一次实验即可得出最终结论。
任务四:交流如何正确使用微型空气质量“检测站”
同学们通过交流达成共识:(1)安装微型空气质量“检测站”需要布点,使之具有较好的代表性,能客观反映一定空间范围内环境空气质量水平和变化规律;同类型监测点位设置环境条件应尽可能 ,使各个监测点获取的数据具有可比性。
(2)不能将模组放置于超量程的空气环境中,否则会导致传感器过载而失效。
(3)微型空气质量“检测站”具有成本低、体积较小、功耗 和 等优点。通过云平台监控系统连接手机、电脑、平板都可实时查看数据,根据实际情况进行环境污染治理。
活动2 基于特定需求设计和制作简易供氧器
氧气是空气中的一种重要成分,是生物体呼吸不可或缺的物质,也是工业生产必备的原料,供氧器在生产、生活中扮演着重要的角色。在老师的指导下,同学们为设计和制作供氧器开展了下列活动。
活动一:界定任务
【提出问题】基于特定需求设计和制作简易供氧器需要考虑哪些方面的问题 设计思路是什么
【问题讨论】
小明认为,制作简易供氧器需要考虑 、 。
小华认为,反应物的组成中必须含有氧元素,她的依据是 。通过小组讨论,同学们一致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变化、能量变化、反应速率、制得的氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根据反应物的状态及反应条件确定发生装置,根据氧气的 等确定收集装置。
活动二:建构模型
老师提供了以下实验装置,要求同学们选择装置用过氧化氢溶液分解和加热高锰酸钾获得氧气,并学会验证氧气的实验方法。
【设计实验】
实践小组的同学选择了A、F装置,反应的化学方程式为 ,完成该实验还缺少的一种用品是 ;创新小组的同学选用过氧化氢溶液制取氧气,应该选择的发生装置为 (填字母)。
【交流讨论】
工业上需要大量的氧气,工业制氧的方法是利用液态氮和液态氧的 不同,采用蒸发的方法将氮气和氧气进行分离。
活动三:市场调研
图1 图2
图1为便携式制氧器的原理图。小科通过阅读说明书,了解它的工作原理。加湿过滤仓利用氧气 溶于水的原理,使氧气湿润;根据加湿过滤仓中 ,可以判断氧气排出的快慢;夏天鱼缸中水里溶解氧的量 ,可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧。
图2是某化学氧自救器“初期生氧器”的示意图,该化学氧自救器在工作初期,内部独立的“初期生氧器”首先启动,以解决初期供氧不足的问题。“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等成分。
(1)“初期生氧器”主要依靠氯酸钾和二氧化锰制氧,其反应的化学方程式为 。
(2)根据制氧反应条件可以推测铁粉的作用,铁粉与氧气反应会 ,从而使氯酸钾的分解反应能持续进行。
活动四:作品发布
通过查阅资料,同学们了解到潜水员、空间站中航天员使用的供氧原理不同。空间站供氧采用电解水,其反应的化学方程式为 ;潜水员供氧装置的原理为2Na2O2+2CO22X+O2,其中X的化学式为 ,根据反应原理绘制了如下模拟供氧装置,作为供氧装置,其不足之处是 。
活动3 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程
任务一:查阅资料,史料展示
1661年波义耳在研究空气时利用不断分割的思路认为“只有那些不能用化学方法再分解的简单物质才是元素”,并将这一观点下的元素视为物质组成的基本单位。1777年 利用汞在空气中生成汞灰,将汞灰再分解得到原来空气的方法,结束了空气是组成物质的基本单位的错误见解,也给我们提供了一种研究物质的重要的思维方法:采用“合”与“分”的方法研究物质组成。1808年,道尔顿提出 学说;1814年阿伏加德罗和安培各自提出分子假说,1858年,分子学说被广泛认可;对物质定量关系的研究也一直在进行中,1799年,普洛斯阐述了定比定律,测定发现物质中元素的质量比是固定的。
任务二:认识分子,搭建分子模型
兴趣小组的同学利用小球搭建了以下四种模型,其中可表示单质的是 (填字母,下同);表示化合物的是 ;表示混合物的是 ,该混合物中含有 种分子。
A B C D
任务三:分析史料,构建原子模型
(1)1897年,汤姆生通过实验发现了带负电的电子,他推测原子中还有带正电的物质,他推测的依据是 。
(2)1909年著名物理学家卢瑟福为探索原子的内部结构进行了著名的α粒子散射实验(图1),实验现象如图2所示。由实验现象可以推理得出的结论有 (填字母)。
A.原子核带正电
B.原子核很小,但集中了原子的大部分质量
C.原子核由质子和中子构成
D.原子内部有很大的空间
(3)符合卢瑟福实验结论的原子结构模型是 (填字母)。
任务四:探索元素与物质组成的奥秘
【进行实验】
为探究水的组成,同学们做了两个实验:电解水、氢气燃烧。
【实验结论】 。
【实验反思】这两个实验采用了拉瓦锡 的思维方法研究物质组成。
【构建模型】
同学们绘制了硒元素的有关信息及几种原子的结构示意图。其中硒的相对原子质量为 ; (填序号,下同)属于同种元素, 为稳定结构。
【定量分析】
过氧乙酸(化学式为CH3COOOH)溶液是常用消毒剂中的一种,过氧乙酸中碳、氢、氧元素的质量之比为 (填最简整数比)。
任务五:绘制物质的组成和构成关系图
(1)物质的组成和构成关系如图所示,图中①表示 ,②表示 。
(2)电子的质量很小,可以忽略不计,所以原子的质量主要集中在 上;金属铜是由 构成的。
活动4 水质检测及自制净水器
水是生命之源,通过化学课程的学习,某化学兴趣小组对我市市区饮用水的来源及生活污水净化产生了兴趣,并展开了项目式探究学习。
活动一:水源地水质调查
【调查研究】
大家通过实地调查,明确了水源中水质情况,在处理前,该水源除水之外,还含有 、可溶性矿物质、有颜色或异味的杂质、细菌等。
活动二:参观考察自来水加工厂
小组同学通过参观考察,绘制了自来水厂处理水的过程模拟图(如图所示):
(1)澄清池主要沉降去除大颗粒泥沙,一般会加入适量明矾作絮凝剂,其主要目的是 。
(2)滤水池底部铺有干净细沙,主要起到过滤作用,其主要目的是除去 。
(3)进入X池的水含有少量色素和异味,X池中应该加入 ,以除去色素和异味。
(4)进入气管网或水塔之前,应该加入氯气,主要目的是 。
【反思质疑】
处理后的饮用水是纯水吗 经过讨论之后,同学们一致认为不是,理由是 。
活动三:自制污水净水器
同学们自制右图净水器净化处理生活污水,其中石英砂的作用是 ,其主要原理是利用 不同使不溶性杂质和液体分离开。
活动四:检测净化后的水质
【提出问题】
生活污水经一系列净化处理后,其外观已呈无色透明,那么其酸碱度是否达到了排放标准呢 其中是否含有CaCl2呢
【进行实验】
实验步骤 实验操作 实验现象 实验结论
步骤1 水的pH=7
步骤2 取少量净化后的水,向其中滴加碳酸钠溶液 产生白色沉淀 水中含有
步骤3 另取少量净化后的水,向其中滴加 产生白色沉淀 水中含有Cl-
【解释与结论】
步骤3中发生反应的化学方程式是 。生活污水经过净化,其酸碱度已达排放标准,且水中含有CaCl2。
【反思评价】
(1)有同学认为步骤3中检验出的Cl-不一定来自CaCl2,理由是 。
(2)净化后的水可以用于 。
活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案
自然界存在着碳循环。当自然界的碳平衡被打破后,大气中的二氧化碳含量增多,由此带来一系列环境问题。我国积极采取低碳减排措施,力争在2060年前实现碳中和。为践行碳中和理念,实验中学开展了“我为低碳作贡献”的跨学科实践活动。
活动一:了解自然界中的碳循环
(1)从碳循环视角看,会导致大气中二氧化碳含量增多的过程有 。
(2)自然界中消耗二氧化碳的主要方式是 。
活动二:探究吸收二氧化碳的途径
【作出猜想】有同学认为可用水吸收二氧化碳。
【进行实验】
该同学进行了下图所示实验。向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入一定量的水,迅速拧紧瓶盖振荡,塑料瓶变瘪,请解释原因: 。
【进行评价】
根据上述实验,该同学认为自然界中的海水可以吸收大气中过多的二氧化碳,请你评估该观点存在的问题或风险,并阐述理由: 。
活动三:寻找捕集、利用二氧化碳的新途径
【搜集资料1】目前,CO2捕集技术的关键是将CO2从排放物中分离出来。物理吸收法中的一种方法是用甲醇作溶剂吸收;另一种是用活性炭、沸石等对CO2进行吸附性吸收。化学吸收法中用氨水(NH3·H2O)作吸收剂时,控制温度在30 ℃左右,用喷氨技术吸收CO2生成碳酸氢铵。
【搜集资料2】我国科学家利用二氧化碳和电解水产生的氢气先合成甲醇,继而通过10步反应合成淀粉。与植物生产淀粉所需的60多步反应相比,明显降低了合成的复杂度,提高了能源的利用效率。但从经济角度看,如果要与农业种植竞争,电能利用效率和淀粉合成速率还需要提高数倍。
【交流讨论】(1)活性炭、沸石等可作为吸附剂吸收CO2,则它们可能具备的结构特点是 。用喷氨技术吸收CO2,控制温度在30 ℃左右,温度不宜太高的原因是 。
(2)某同学推测,二氧化碳和氢气在一定条件下合成甲醇(CH3OH)的同时有水生成,该反应的化学方程式为 ,他这样推测的原因是 。
请结合资料2信息,从理论意义和现实挑战的角度对“二氧化碳合成淀粉”进行评述: 。
活动四:制定低碳行动方案
低碳行动需要每一位公民的努力,请完成下列低碳行动方案。
碳中和:二氧化碳的排放量=二氧化碳的吸收量
范围 碳排放 碳吸收
个人生活 参加植树造林,在家多种花草
国家 发电方式变革,多风力、水力发电
国际 加强国家间交流合作 积极研究吸收大气中CO2的技术手段,各国合作共同发展
活动6 调查家用燃料的变迁与合理使用
化学实践小组的同学们对家用燃料的变迁、如何合理使用产生兴趣,利用假期开启了项目化探究。
活动一:调查目前家用燃料的种类
目前,我省大部分农村居民家用燃料主要有煤炭、柴草、液化石油气、天然气,少数农户使用沼气;城区居民家用燃料主要为管道天然气。从物质分类角度分析,煤、天然气均为 。
活动二:调查我国近50年来家庭燃料的变迁
通过调查获悉,我省城区居民家用燃料的使用经历了以下发展历程(括号内表示主要成分)。
(1)柴草中纤维素的化学式为(C6H10O5)n,纤维素在空气中完全燃烧的产物是 (填化学式)。
(2)20世纪80年代前后,居民家中主要采用蜂窝煤作燃料(如图1所示)。
①将煤制成蜂窝状的目的是 。
②在引燃蜂窝煤时,先在炉膛中自下而上依次加入废报纸、小木块和蜂窝煤(如图2所示),然后将进风口打开,点燃废报纸,打开进风口的目的是 ,先点燃废报纸是因为 。
③用煤作燃料是造成雾霾的原因之一,雾霾中对人体危害最大的大气污染物是 。
(3)如果“ ”处是氢气,请说出一条氢气作为燃料的主要优点: 。
(4)丙烷完全燃烧的微观示意图如下,该反应的化学方程式为 ,反应前后不变的微粒是 。
(5)已知在相同的温度和压强下,相同体积的气体具有相同的分子数,则10 L丙烷完全燃烧消耗O2的体积可能是 ,欲将燃烧液化石油气的燃气灶改为燃烧天然气,需要
(选填“调大”或“调小”)进风口。
活动三:分析使用家用燃料的利弊
家用燃料 利 弊
柴草 节约化石能源 会对空气造成污染
煤 热值高,燃烧时间长 燃烧会产生 等,污染空气
液化石油气 压力稳定、储存方便 遇明火易爆炸
天然气 遇明火易爆炸
【联系实际】为防止燃气泄漏造成危险,使用天然气的家庭将报警器安装位置确定在燃气灶附近墙壁的上方,这是基于天然气具有 的性质。
【反思拓展】保护生态环境是建设“人类命运共同体”的重要组成部分,我国科学家正在利用和开发H2等新能源,请再举出一例可利用的新能源: 。
活动7 探究土壤酸碱性对植物生长的影响
人类需要一定的生活环境,植物也一样。影响植物生长的因素有哪些呢 土壤是主要因素之一,土壤有的呈酸性,有的呈碱性。化学兴趣小组为了研究土壤酸碱性对植物生长的影响进行了探究实验。
活动一:探究不同pH的溶液中绿豆芽生长情况
【实验探究】
第一步:配制溶液。利用氢氧化钠溶液、盐酸和水进行配制,配制了pH为5、6、7、8、9的五组溶液。第二步:开始培植。在5个烧杯中分别倒入不同pH的溶液50 mL,放在同一向阳处,各放入 的8粒绿豆,并使其空间分布基本一致;第三步:观察记录,并绘制图像如下:
【实验结论】单就绿豆这一植物来说,在相同的环境中,pH为 的碱性溶液最适宜生长。
活动二:测定当地土壤溶液的酸碱性,见下表:
实验方法 实验现象 实验结论
方法一: 测得pH为6 土壤溶液 显酸性
方法二:将少量碳酸钠粉末(或锌粒)放入一支试管中,向其中加入土壤溶液
活动三:探究所施化肥在土壤中是否有残留,见下表:
【社会调查】向种植户了解到近几年该地一直施用的化肥是硫酸铵。
实验步骤 实验现象及 化学方程式 实验结论
步骤一:取少量土壤溶液于一支试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液 现象: 有N 硫酸铵 有残留
步骤二:另取少量土壤溶液于另一支试管中,滴加少量的 化学方程式: 有S
【信息检索】
(一)几种植物生长适宜的pH范围见下表:
小麦 葱 玉米 大蒜 棉花
5.5~6.5 7.0~7.4 6.5~7.0 5.6~6.0 6.5~8
(二)几种肥料对土壤酸碱性的影响见下表:
能使土壤呈 酸性的肥料 能使土壤呈 碱性的肥料 能使土壤呈 中性的肥料
硫酸铵、过磷 酸钙 氨水、碳酸钾、钙镁磷肥 碳酸氢铵、硫酸钾
【总结反思】
(1)该地种玉米不科学,请你结合所学知识,分析上述检索资料,给种植户提出一条合理化的种植建议: 。
(2)施用化肥要适度,过度施用单元素化肥的危害是 (写出一条即可)。
【得出结论】科学种田,既能提高产量,又能保护环境。
活动7 海洋资源的综合利用与制盐
胜利中学与某沿海学校建立了“手拉手,结对子”的联盟校,两地同学借助数字化平台对海洋中的海水利用概况、海水处理技术、海水处理车间废水成分、海洋发展前景及海洋生态环境保护等展开了项目化学习的探究,并开展了宣传活动。
任务一:调查海水利用概况
【查阅资料】
我国海水利用主要有海水直接利用、海水淡化、海水制盐等。
【分析交流】
同学们获悉采用“盐田法”进行海水晒盐的工艺流程如图所示。了解到目前从海水中提取食盐主要先将海水引入蒸发池,经日晒蒸发使海水浓度变大。
(1)海水晒盐是一个 结晶过程,采用这种结晶方法的原因是 。
(2)除去难溶性杂质后的粗盐中还含有Ca2+、Mg2+、S等杂质离子,除去镁离子需要加入过量的 溶液。
任务二:咨询海水处理技术
【咨询专家】
同学们通过数字化平台,向海洋专家进行了咨询,专家介绍,海水淡化使用了反渗透膜淡化技术,其工作原理如图所示。
【小组讨论】
同学们对以下两个问题,进行了网上交流并达成共识。
(1)海水通过反渗透膜,发生改变的是 (写1条)。
(2)淡化后的海水可用于 。
任务三:探究海水提取车间废水的成分
沿海学校的同学获得一瓶海水提取车间的废水,在“云端”共同完成了如下探究。
【教师指导】
提取的车间未经处理的废水中含有酸性物质,BaSO4为难溶于水的白色沉淀。
【猜想假设】
该强腐蚀性废水中可能含有硫酸和盐酸。
【进行实验】
设计实验方案,探究废水成分。
项目 实验步骤 实验现象 实验结论
方案 ①取少量废水于试管中,滴入几滴紫色石蕊溶液 废水中含 有硫酸和 盐酸
②取少量废水于试管中,滴加过量Ba(NO3)2溶液,静置 产生白色沉淀
③取步骤②的上层清液于试管中,滴加几滴 产生白色沉淀
【反思评价】
(1)废水中不含C的原因是 。
(2)步骤③中发生反应的化学方程式为 。
任务四:展望海水发展前景及海洋保护
【小组交流】
同学们了解到随着海产品培养技术的创新和推广,富含碘、硒等微量元素的海产品将为人类健康提供必要的保障,他们一致认为,经常食用海产品可预防的疾病是 。
【成果分享】
通过“云端”合作,同学们认识到海洋是人类的资源宝藏库及保护海洋生态系统的重要性。保护海洋生态环境,人人有责,请写出一条保护海洋生态环境的建议: 。
活动9 垃圾的分类与回收利用
我国各城市陆续开始实施《城市管理生活垃圾分类管理》规定以来,取得了阶段性的进展。兴趣小组的同学对垃圾分类和回收展开了调查活动。
任务一:了解垃圾分类
根据规定,城市生活垃圾分为四大类:有害垃圾、厨余垃圾、其他垃圾和可回收物。小组同学走进小区,积极帮助小区居民准确将垃圾分类投放。下列垃圾属于有害垃圾的是 (填序号)。
①旧铁锅 ②塑料瓶 ③过期药品 ④剩余饭菜 ⑤过期化妆品
任务二:了解垃圾处理方法
为了更好地了解不同垃圾的处理方式,小组同学分别行动进行调查。
【厨余垃圾的处理】
小组同学通过查阅资料获悉厨余垃圾处理工艺流程如下:
(1)厨余垃圾收集时要注意密封性,并及时处理,否则会发臭。发臭的原因是 。收集后要先进行初步的油、水、渣的分离,小明根据所学的知识对水、渣分离提出可以利用 (填操作名称)达到目的。
(2)分离后的残渣中含有较多的有机质,发酵后可以作 。
(3)厨余垃圾经过厌氧消化可得到沼气、氢气、乙醇或乳酸,从物质分类角度分析,沼气属于 ,其主要成分完全燃烧的化学方程式为 。
【其他垃圾的处理】
其他垃圾危害小,但无再利用价值。主要的处理方式就是分拣后,将可燃的垃圾运送至火力发电厂,将 能转化成电能再利用,将不可燃的对环境危害小的垃圾进行卫生填埋。
【有害垃圾的处理】
有害垃圾由有资质的专业机构实施专业化的运输和无害化处理,其中携带电池的电子产品可溶于硫酸变成金属离子。小组同学在工作人员的协助下,针对溶于硫酸后的溶液中的金属离子进行检验。
实验操作 实验现象 实验结论
溶液中含 有Cu2+
上述实验设计中涉及的化学方程式为 。
【可回收物的处理】
针对其中能直接利用的物质,如废弃的塑料、玻璃、金属、纸张等,进一步分拣、压缩、打包后再利用。其中塑料属于 材料。
任务三:现有垃圾处理方法反思
(1)垃圾是放错地方的资源,所以垃圾分类处理的优点有 。
(2)在垃圾分类管理的具体实施阶段中仍存在一些困难,请你提出一条合理化建议: 。
活动10 调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用
2024年4月30日,“神舟十七号”载人飞船安全返回,它的成功发射、在轨运行及安全着陆标志着我国航天科技水平已处于世界领先地位。新型材料和新型能源在航天事业中发挥了重要作用,创新小组的同学对我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用开启了调查活动。
活动一:了解航天领域中的新型材料和新型能源
【能源的利用】
(1)飞船发射时,为增加发射动力和发射过程的有效性,选用偏二甲肼(C2H8N2)和液态四氧化二氮(N2O4),二者反应可生成对环境无污染的CO2、H2O和 ;推进剂在使用时应注意 。
(2)煤油也可作火箭推进剂。科学家发现,煤在一定条件下加氢可制得煤油,称之为煤的液化,属于 变化。煤油(以C12H16为例)完全燃烧的化学方程式为 。
(3)空间站在轨运行期间,为航天员生活和科学实验提供所需能源的电力系统主要由太阳能电池翼和储能电池构成。其能量转化方式为将 转化为电能,利用产生的电能可电解水提供氧气,化学方程式为 。
(4)返回舱返回时的动力来自液氢和液氧,它们提供动力时发生反应的化学方程式为 ,在即将着陆前,要迅速释放剩余的燃料,这样做的目的是 。从环境保护的角度分析,采用液氢、液氧作为发动机推进剂的优点是 。
【材料的利用】
(1)为保护航天员的生命安全,一方面,“环控生保系统”向舱内输送可供呼吸的气体 ;另一方面,飞船在返回时,航天员要穿压力服,当舱内压力突变时,压力服会迅速充满气体,这就需要压力服具有良好的 性。
(2)舱外航天服由铝、橡胶、聚酯材料等制作而成,其中的铝属于 。舱外航天服的最外层使用了玻璃纤维和一种叫“特氟隆”的合成纤维,足以抵御枪弹一般的微陨石的袭击,它具有的特性是 。
(3)航天领域广泛使用的材料有石墨烯材料、碳纳米管、钛合金材料、耐高温塑料等。作为新材料之王,石墨烯是目前已知世界上最薄的材料,利用石墨烯优异的力学性能,将其加入树脂、金属中,可获得轻质、高载荷的航天 材料。
活动二:探究材料的来源
目前广泛用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁,是用海水中提取的镁盐制取的,下图是海水资源的部分综合利用流程。
(1)步骤①中发生反应的化学方程式为 。
(2)步骤②发生的反应属于 (填基本反应类型);步骤③除了生成镁,还会产生 ;步骤⑦是利用 的方法,将氯化钠溶液转化为氯化钠晶体。
(3)步骤⑧中反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2X+H2↑+Cl2↑,则X的化学式为 ,推出该物质化学式的依据是 。
答案
活动1
任务一:(1)Fe 金属 硬度大、耐腐蚀性强(合理即可)
(2)B
任务二:(1)CO 温度
(2)酸雨 取雨水水样,加入紫色石蕊溶液,溶液变红 煤、石油等化石燃料的大量燃烧
(3)室外作业(合理即可) 过滤空气中的有害物质,防止其进入呼吸道(合理即可)
任务三:氯化钡溶液 产生有刺激性气味的气体
(1)(NH4)2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NH4Cl
(2)Ba(OH)2溶液
任务四:一致 低 操作简单
活动2
【问题讨论】反应物的状态 反应条件 反应前后元素的种类不变 密度和溶解性
【设计实验】2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 棉花 B(或C)
【交流讨论】沸点 不易 气泡的多少 下降
(1)2KClO32KCl+3O2↑
(2)放热 2H2O2H2↑+O2↑ Na2CO3 氧气不纯,可能混有二氧化碳(合理即可)
活动3
任务一:拉瓦锡 原子
任务二:AB D C 2
任务三:(1)原子呈电中性(或原子不显电性)
(2)ABD
(3)C
任务四:水是由氢元素和氧元素组成的 “分”与“合”
78.96 ①③ ③④ 6∶1∶12
任务五:(1)①质子 ②离子
(2)原子核 原子
活动4
【调查研究】泥沙或不溶性杂质
(1)吸附杂质加速泥浆沉降
(2)较小的悬浮杂质
(3)活性炭
(4)杀菌、消毒
【反思质疑】水中含有可溶性物质 过滤 颗粒的大小
【进行实验】取净化后的水,滴到pH试纸上 Ca2+
AgNO3溶液
【解释与结论】2AgNO3+CaCl2Ca(NO3)2+2AgCl↓
【反思评价】(1)水中含有可溶的氯化物,这些物质也可以和硝酸银反应生成氯化银沉淀
(2)洗菜、浇花等
活动5
活动一:(1)火山喷发、化石燃料燃烧等
(2)光合作用
活动二:二氧化碳能溶于水,且能与水反应,会使塑料瓶中气压减小,塑料瓶变瘪
【进行评价】二氧化碳在水中的溶解能力是有限的,且较多二氧化碳溶于水会使海水酸化
活动三:(1)疏松多孔 温度太高,碳酸氢铵易分解
(2)CO2+3H2CH3OH+H2O 化学反应前后元素的种类、质量均不变
从理论上,提高了能源的利用效率;从现实上,如果要与农业种植竞争,电能利用效率和淀粉合成速率还需要提高数倍
活动四:节约用电(或减少纸张浪费等) 发展碳捕捉技术
活动6
活动一:混合物
活动二:(1)CO2、H2O
(2)①增大煤与空气的接触面积,使其燃烧更充分 ②提供充足的氧气 废报纸着火点较低,易被点燃 ③可吸入颗粒物
(3)无污染(或燃烧热值高或资源广泛,合理即可)
(4)C3H8+5O23CO2+4H2O 原子(或碳原子、氢原子、氧原子)
(5)50 L 调小
活动三:CO、SO2 热值高、清洁 密度比空气小 太阳能(合理即可)
活动7
活动一:大小一致 8
活动二:取一张pH试纸放在干燥的玻璃片上,用玻璃棒蘸取土壤溶液滴在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较 有气泡冒出
活动三:有刺激性气味的气体产生 氯化钡溶液(或氢氧化钡溶液) (NH4)2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NH4Cl
【总结反思】(1)改种小麦或大蒜,施加适合所种作物的肥料
(2)粮食减产(或粮食质量下降,或污染环境,或土壤养分结构失调)
活动8
任务一:(1)蒸发 氯化钠的溶解度受温度变化影响较小
(2)氢氧化钠
任务二:(1)含盐量降低
(2)生活用水(或工业用水,合理即可)
任务三:①紫色石蕊溶液变红 ②硝酸银溶液
(1)C与H+不能共存
(2)AgNO3+HClAgCl↓+HNO3
任务四:甲状腺肿大 不要往海洋中倒垃圾(或减少塑料的使用等,合理即可)
活动9
任务一:③⑤
任务二:(1)厨余垃圾发生化学变化,变质腐烂 过滤
(2)肥料
(3)混合物 CH4+2O2CO2+2H2O 化学 取少量溶于硫酸后的溶液于试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液(或放入洁净的铁钉) 产生蓝色沉淀(或铁钉表面有红色固体析出,合理即可) CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4(或Fe+CuSO4Cu+FeSO4) 合成
任务三:(1)节约资源、保护环境
(2)加强宣传,从源头上减少垃圾污染(合理即可)
活动10
活动一:
【能源的利用】(1)N2 二者恰好反应(或防止反应物泄漏)
(2)化学 C12H16+16O212CO2+8H2O
(3)太阳能 2H2O2H2↑+O2↑
(4)2H2+O22H2O 防止发生爆炸 无污染
【材料的利用】(1)氧气 气密(或耐压)
(2)金属材料 强度高、耐腐蚀
(3)复合
活动二:(1)MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2
(2)复分解反应 氯气 蒸发结晶
(3)NaOH 反应前后,原子的种类和数目均不变
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