整合2 化学与社会·跨学科实践
大概念整合重构
知识升华
1.聚氯乙烯塑料和聚乙烯塑料的鉴别
燃烧闻气味,闻到刺激性气味的是聚氯乙烯塑料。
2.棉纤维、羊毛纤维、合成纤维的鉴别
燃烧闻气味:燃烧时有烧纸的气味,灰烬易碎的是棉纤维;燃烧时有烧焦羽毛气味,灰烬易碎的是羊毛纤维;燃烧时有特殊气味,熔化后结硬块的是合成纤维。
命题再探索提升
探索1合理使用化肥和农药
1.化肥和农药对农作物至关重要。以下关于化肥和农药的说法错误的是(B)
A.氮、磷、钾是农作物生长所需的三种最主要的营养元素
B.增强植物的抗旱、抗寒能力应多施钾肥
C.化肥KH2PO4是属于复合肥料
D.化肥对提高农作物产量具有重要作用,但大量使用会引起土壤污染
探索2 垃圾的分类与回收利用
2.垃圾分类从我做起。某校化学兴趣小组的同学们对垃圾分类、处理、回收产生了浓厚的兴趣并开启了项目性学习之旅。
品名 B汽水
配料 水、白砂糖、食品添加剂(二氧化碳、柠檬酸、柠檬酸钠、苯甲酸钠)、食用香精等
【项目一】垃圾分类
已知:柠檬酸化学性质稳定。
(1)小组的同学们收集到如图A、B、C所示三种B汽水的包装,其中应放入图D的垃圾箱中的是 ABC (填字母)。
(2)三种包装中所使用的主要材料属于有机合成材料的是 B (填字母)。
(3)若取少量B汽水加入试管中,并滴加紫色石蕊试液,溶液显红色,而后将该溶液加热,溶液仍然显红色,请结合B汽水的配料表分析,加热后溶液颜色不变的原因是 配料中含有柠檬酸,柠檬酸化学性质稳定 。
【项目二】垃圾处理
垃圾焚烧发电是生活垃圾处理的有效方式之一,但垃圾焚烧会产生烟尘和有害气体。我国烟气处理协同P2G技术很好地解决了这些问题,其主要流程如图所示。
(4)烟气中含有SO2,过多的SO2排放到空气中,会形成 酸雨 (填一环境问题)。
(5)“甲烷化装置”利用催化剂将混合气体转化为水和甲烷(CH4),该反应的化学方程式为 CO2+4H2 CH4+2H2O 。
(6)根据流程图分析,使用P2G技术最大的优点是 产生CH4可循环利用(或节约资源,合理即可) 。
【项目三】垃圾回收
【提出问题】如何回收废旧电池中的镉(Cd)
【查阅资料】
①镉从溶液中析出时呈海绵状固体,在化合物中通常表现为+2价。
②碳酸镉、氢氧化镉都是白色固体,难溶于水。
【设计实验】先将废旧电池进行处理,制得硫酸镉(CdSO4)溶液,用于以下三组实验。
实验设计 实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ.与金属反应 取少许溶液于试管中,加入足量的Zn粉,充分反应 产生海绵状固体 Zn的金属活动性比Cd强
Ⅱ.与碱反应 取少许溶液于试管中,加入足量的NaOH溶液,充分反应 产生白色沉淀 用化学方程式表示: 2NaOH+CdSO4===Na2SO4+Cd(OH)2↓
Ⅲ.与盐反应 取少许溶液于试管中,加入足量的Na2CO3(或K2CO3)溶液,充分反应 产生白色沉淀 可用该试剂将CdSO4中的Cd2+沉淀
【回收处理】实验结束后,将实验Ⅱ或Ⅲ反应后的混合物通过过滤、洗涤、加热,进而再制得镉。
探索3化学与物质健康
3.(2024·德州一模)厨房中蕴含着丰富的化学知识。周末,金金同学为家人做了味道鲜美的菜肴——西红柿牛腩。
(1)牛肉味道鲜美,其中主要富含的基本营养素是 蛋白质 ,在消化液的作用下可生成人体所需的氨基酸;此外,牛肉中还含有丰富的维生素A,可预防 夜盲症 。
(2)烹饪牛肉时油锅着火,金金赶紧盖上了锅盖,其灭火原理是 隔绝氧气 。
(3)炖牛肉的同时,金金还准备了蒸米饭、鸡蛋汤。从营养均衡的角度分析,你认为午餐还需要补充的食物是 B (填字母)。
A.牛奶 B.凉拌黄瓜
C.排骨汤 D.小米粥
(4)防止西红柿牛腩在吃饭过程中变凉,金金选用固体酒精给其加热,请写出酒精燃烧的化学方程式: C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O 。
探索4 能源利用和环境保护
4.(2024·红河州一模)能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。
(1)化石燃料包括煤、 石油 、天然气。
(2)煤燃烧时排放的SO2等污染物会形成 酸雨 。目前世界各国都大力提倡使用新能源,请写出一种新能源的名称: 太阳能(合理即可) 。
(3)为推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式,在工业生产中,要尽量吸收不可避免的碳排放。一种利用NaOH溶液来吸收CO2的流程如图所示。回答下列问题。
①X的化学式是 CaCO3 。
②一定条件下,合成塔中发生的反应生成甲醇(CH3OH)和一种常见的液体物质,则发生反应的化学方程式为 CO2+3H2 CH3OH+H2O 。
③甲醇是一种无色透明,具有挥发性的液体,有毒性,能损伤视神经。在空气中燃烧生成水和二氧化碳。可用于制造生长促进剂,还可以用来生产甲醛。下列有关甲醇的用途,说法正确的是 ACD (填标号)。
A.作为燃料 B.用于配制饮用酒
C.制甲醛 D.制造生长促进剂
探索5调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用
5.2023年5月10日,天舟六号货运飞船发射任务取得圆满成功。在中国天宫空间站的建设与运营中,化学发挥了不可或缺的作用。
(1)实验舱制造。制造过程中使用多种金属材料和复合材料。
①实验舱的外壳使用材质之一是铝合金,铝合金属于 c (填字母)。
a.有机合成材料 b.复合材料 c.金属材料
②铝合金的强度和硬度比纯铝的 高 (填“高”或“低”)。铝比铁耐锈蚀的原因是铝在空气中与氧气反应,在其表面生成一层致密的 氧化铝(或Al2O3) 薄膜。
③新型铝基碳化硅复合材料在航天领域中有着重要应用。已知碳化硅(SiC)中碳元素的化合价为-4,则碳化硅中硅元素的化合价为 +4 。
(2)空间站组装。运送舱段组装空间站所用的“长征五号”运载火箭使用液氢(H2)、煤油两种物质作燃料。
①从分子的角度看,H2从气态变为液态的过程中,发生改变的是 分子之间的间隔 。
②煤油在O2中充分燃烧,生成H2O和CO2,由此可以推断煤油中一定含有 碳元素 (填元素名称)和氢元素。
③航天煤油可由优质石油分离而来,将石油加热炼制,利用石油中各成分的 沸点 不同,将它们分离,石油得到综合利用。工业制取氧气与石油炼制的原理相同,发生的变化属于 物理 变化。
(3)航天员进驻。为了保证航天员驻留空间站期间的身体健康,需要合理膳食。
①下列航天食品中富含糖类的是 a (填字母)。
a.炒米饭 b.香辣羊肉 c.绿茶
②可在航天食品中添加 b (填字母)来补钙。
a.C12H22O14Zn b.C6H10O6Ca c.C4H2O4Fe
③航天员身穿装有活性炭装置的航天服,从而处理呼吸产生的废气。这说明活性炭具有 吸附 性。
探索6 化肥的合理使用
6.(2024·大同一模)土壤的质量直接影响农作物的产量和品质。某校化学社会实践小组的同学在老师的帮助下,对当地土壤酸碱度、成分、适宜种植的农作物以及土壤改良等,展开项目式学习的探究。
任务一:测定当地土壤酸碱度
【实地检测】同学们征得当地农田主同意,走进农田,分别从不同位置取得3份土壤样品,设计了如下检测方案,并完成了实验。
将样品混合→按1∶5加水溶解→过滤留取滤液→测定溶液酸碱度
【小组交流】
(1)测得溶液的pH为5。测定溶液酸碱度最简单的方法是 使用pH试纸 。
任务二:探究土壤所含成分
【调查咨询】向农田主了解到,该片农田施用的化肥是硫酸铵或氯化铵。
【猜想假设】Ⅰ.硫酸铵 Ⅱ.氯化铵 Ⅲ.硫酸铵和氯化铵
【教师指导】AgCl和BaSO4均为不溶于酸的白色沉淀。
【进行实验1】
(2)小组同学为探究土壤中含有硫酸铵还是氯化铵,设计了如下实验方案,并进行了实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量任务一滤液于试管中,滴加足量氯化钡溶液,静置 产生白色沉淀 含有硫酸铵
②向步骤①上层清液中滴加 硝酸银溶液 产生白色沉淀 含有氯化铵
【反思评价】
(3)步骤1发生反应的化学方程式为 BaCl2+(NH4)2SO4===BaSO4↓+2NH4Cl 。
(4)小明对步骤2的结论产生疑问,理由是 步骤1中产生氯化铵,则无法证明原溶液中是否含有氯化铵 。
任务三:探究适宜种植的农作物
【查阅资料】不同植物适宜生长的酸碱度不同,选择错误会严重影响农作物长势,减产减收。不同农作物适宜生长土壤的pH范围如下表:
农作物名称 适宜范围(pH)
花生 5.6~6.0
小麦 5.5~6.5
地瓜 5.0~7.0
土豆 5.5~6.5
玉米 6.5~7.0
【分析讨论】
(5)当地土壤适宜种植的农作物是 地瓜 。
任务四:探究土壤的改良剂
【进行实验2】取两种不同的土壤改良剂各0.3 g于锥形瓶中,然后分别加入等量任务一滤液各40 mL,按如图1所示的装置分别进行数字化实验,pH随时间的变化如图2所示。
【交流研讨】
(6)改良效果较好的改良剂是 熟石灰 。
【成果分享】
(7)通过探究学习,同学们认识到科学地利用土壤资源是农业可持续发展的重要保障。请你提出一条保护土壤的建议: 合理使用化肥和农药(合理即可) 。 整合2 化学与社会·跨学科实践
大概念整合重构
知识升华
1.聚氯乙烯塑料和聚乙烯塑料的鉴别
燃烧闻气味,闻到刺激性气味的是聚氯乙烯塑料。
2.棉纤维、羊毛纤维、合成纤维的鉴别
燃烧闻气味:燃烧时有烧纸的气味,灰烬易碎的是棉纤维;燃烧时有烧焦羽毛气味,灰烬易碎的是羊毛纤维;燃烧时有特殊气味,熔化后结硬块的是合成纤维。
命题再探索提升
探索1合理使用化肥和农药
1.化肥和农药对农作物至关重要。以下关于化肥和农药的说法错误的是( )
A.氮、磷、钾是农作物生长所需的三种最主要的营养元素
B.增强植物的抗旱、抗寒能力应多施钾肥
C.化肥KH2PO4是属于复合肥料
D.化肥对提高农作物产量具有重要作用,但大量使用会引起土壤污染
探索2 垃圾的分类与回收利用
2.垃圾分类从我做起。某校化学兴趣小组的同学们对垃圾分类、处理、回收产生了浓厚的兴趣并开启了项目性学习之旅。
品名 B汽水
配料 水、白砂糖、食品添加剂(二氧化碳、柠檬酸、柠檬酸钠、苯甲酸钠)、食用香精等
【项目一】垃圾分类
已知:柠檬酸化学性质稳定。
(1)小组的同学们收集到如图A、B、C所示三种B汽水的包装,其中应放入图D的垃圾箱中的是 (填字母)。
(2)三种包装中所使用的主要材料属于有机合成材料的是 (填字母)。
(3)若取少量B汽水加入试管中,并滴加紫色石蕊试液,溶液显红色,而后将该溶液加热,溶液仍然显红色,请结合B汽水的配料表分析,加热后溶液颜色不变的原因是 。
【项目二】垃圾处理
垃圾焚烧发电是生活垃圾处理的有效方式之一,但垃圾焚烧会产生烟尘和有害气体。我国烟气处理协同P2G技术很好地解决了这些问题,其主要流程如图所示。
(4)烟气中含有SO2,过多的SO2排放到空气中,会形成 (填一环境问题)。
(5)“甲烷化装置”利用催化剂将混合气体转化为水和甲烷(CH4),该反应的化学方程式为 。
(6)根据流程图分析,使用P2G技术最大的优点是 。
【项目三】垃圾回收
【提出问题】如何回收废旧电池中的镉(Cd)
【查阅资料】
①镉从溶液中析出时呈海绵状固体,在化合物中通常表现为+2价。
②碳酸镉、氢氧化镉都是白色固体,难溶于水。
【设计实验】先将废旧电池进行处理,制得硫酸镉(CdSO4)溶液,用于以下三组实验。
实验设计 实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ.与金属反应 取少许溶液于试管中,加入足量的Zn粉,充分反应 Zn的金属活动性比Cd强
Ⅱ.与碱反应 取少许溶液于试管中,加入足量的NaOH溶液,充分反应 产生白色沉淀 用化学方程式表示:
Ⅲ.与盐反应 取少许溶液于试管中,加入足量的 溶液,充分反应 产生白色沉淀 可用该试剂将CdSO4中的Cd2+沉淀
【回收处理】实验结束后,将实验Ⅱ或Ⅲ反应后的混合物通过过滤、洗涤、加热,进而再制得镉。
探索3化学与物质健康
3.(2024·德州一模)厨房中蕴含着丰富的化学知识。周末,金金同学为家人做了味道鲜美的菜肴——西红柿牛腩。
(1)牛肉味道鲜美,其中主要富含的基本营养素是 ,在消化液的作用下可生成人体所需的氨基酸;此外,牛肉中还含有丰富的维生素A,可预防 。
(2)烹饪牛肉时油锅着火,金金赶紧盖上了锅盖,其灭火原理是 。
(3)炖牛肉的同时,金金还准备了蒸米饭、鸡蛋汤。从营养均衡的角度分析,你认为午餐还需要补充的食物是 (填字母)。
A.牛奶 B.凉拌黄瓜
C.排骨汤 D.小米粥
(4)防止西红柿牛腩在吃饭过程中变凉,金金选用固体酒精给其加热,请写出酒精燃烧的化学方程式: 。
探索4 能源利用和环境保护
4.(2024·红河州一模)能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。
(1)化石燃料包括煤、 、天然气。
(2)煤燃烧时排放的SO2等污染物会形成 。目前世界各国都大力提倡使用新能源,请写出一种新能源的名称: 。
(3)为推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式,在工业生产中,要尽量吸收不可避免的碳排放。一种利用NaOH溶液来吸收CO2的流程如图所示。回答下列问题。
①X的化学式是 。
②一定条件下,合成塔中发生的反应生成甲醇(CH3OH)和一种常见的液体物质,则发生反应的化学方程式为 。
③甲醇是一种无色透明,具有挥发性的液体,有毒性,能损伤视神经。在空气中燃烧生成水和二氧化碳。可用于制造生长促进剂,还可以用来生产甲醛。下列有关甲醇的用途,说法正确的是 (填标号)。
A.作为燃料 B.用于配制饮用酒
C.制甲醛 D.制造生长促进剂
探索5调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用
5.2023年5月10日,天舟六号货运飞船发射任务取得圆满成功。在中国天宫空间站的建设与运营中,化学发挥了不可或缺的作用。
(1)实验舱制造。制造过程中使用多种金属材料和复合材料。
①实验舱的外壳使用材质之一是铝合金,铝合金属于 (填字母)。
a.有机合成材料 b.复合材料 c.金属材料
②铝合金的强度和硬度比纯铝的 (填“高”或“低”)。铝比铁耐锈蚀的原因是铝在空气中与氧气反应,在其表面生成一层致密的 薄膜。
③新型铝基碳化硅复合材料在航天领域中有着重要应用。已知碳化硅(SiC)中碳元素的化合价为-4,则碳化硅中硅元素的化合价为 。
(2)空间站组装。运送舱段组装空间站所用的“长征五号”运载火箭使用液氢(H2)、煤油两种物质作燃料。
①从分子的角度看,H2从气态变为液态的过程中,发生改变的是 。
②煤油在O2中充分燃烧,生成H2O和CO2,由此可以推断煤油中一定含有 (填元素名称)和氢元素。
③航天煤油可由优质石油分离而来,将石油加热炼制,利用石油中各成分的 不同,将它们分离,石油得到综合利用。工业制取氧气与石油炼制的原理相同,发生的变化属于 变化。
(3)航天员进驻。为了保证航天员驻留空间站期间的身体健康,需要合理膳食。
①下列航天食品中富含糖类的是 (填字母)。
a.炒米饭 b.香辣羊肉 c.绿茶
②可在航天食品中添加 (填字母)来补钙。
a.C12H22O14Zn b.C6H10O6Ca c.C4H2O4Fe
③航天员身穿装有活性炭装置的航天服,从而处理呼吸产生的废气。这说明活性炭具有 性。
探索6 化肥的合理使用
6.(2024·大同一模)土壤的质量直接影响农作物的产量和品质。某校化学社会实践小组的同学在老师的帮助下,对当地土壤酸碱度、成分、适宜种植的农作物以及土壤改良等,展开项目式学习的探究。
任务一:测定当地土壤酸碱度
【实地检测】同学们征得当地农田主同意,走进农田,分别从不同位置取得3份土壤样品,设计了如下检测方案,并完成了实验。
将样品混合→按1∶5加水溶解→过滤留取滤液→测定溶液酸碱度
【小组交流】
(1)测得溶液的pH为5。测定溶液酸碱度最简单的方法是 。
任务二:探究土壤所含成分
【调查咨询】向农田主了解到,该片农田施用的化肥是硫酸铵或氯化铵。
【猜想假设】Ⅰ.硫酸铵 Ⅱ.氯化铵 Ⅲ.硫酸铵和氯化铵
【教师指导】AgCl和BaSO4均为不溶于酸的白色沉淀。
【进行实验1】
(2)小组同学为探究土壤中含有硫酸铵还是氯化铵,设计了如下实验方案,并进行了实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量任务一滤液于试管中,滴加足量氯化钡溶液,静置 含有硫酸铵
②向步骤①上层清液中滴加 产生白色沉淀 含有氯化铵
【反思评价】
(3)步骤1发生反应的化学方程式为 。
(4)小明对步骤2的结论产生疑问,理由是 。
任务三:探究适宜种植的农作物
【查阅资料】不同植物适宜生长的酸碱度不同,选择错误会严重影响农作物长势,减产减收。不同农作物适宜生长土壤的pH范围如下表:
农作物名称 适宜范围(pH)
花生 5.6~6.0
小麦 5.5~6.5
地瓜 5.0~7.0
土豆 5.5~6.5
玉米 6.5~7.0
【分析讨论】
(5)当地土壤适宜种植的农作物是 。
任务四:探究土壤的改良剂
【进行实验2】取两种不同的土壤改良剂各0.3 g于锥形瓶中,然后分别加入等量任务一滤液各40 mL,按如图1所示的装置分别进行数字化实验,pH随时间的变化如图2所示。
【交流研讨】
(6)改良效果较好的改良剂是 。
【成果分享】
(7)通过探究学习,同学们认识到科学地利用土壤资源是农业可持续发展的重要保障。请你提出一条保护土壤的建议: 。
