(共42张PPT)
主题串讲(10—11单元) 化学与社会发展主题下的融合性考查
第十一单元 化学与社会发展
化零为整 构体系
“化学与社会发展”是课程标准中设置的五个学习主题中与生活联系最密切的主题,该学习主题以身边的物质、材料、现象为主线,要求学生认识化学的实用性,学会用化学的思路和方法认识、解决身边的化学现象、化学问题。由于本部分较为具体,涵盖面广,本学习主题在考试中属于高频考点。
一、化学视角下的社会问题
初中化学中的“化学与社会”主题,是从化学学科的视角观察、解决诸如人体健康、能源、资源开发与利用、材料研发与使用、农业上化肥、农药的使用、环境保护等社会问题。化学提出了自己的解决方案:
1.思路与方法:运用化学学习主题中的“物质的性质与作用”“物质的组成与结构”“物质的化学变化”等化学核心知识,将化学与技术、工程融合,采用目标导向的方式,根据物质的性质选择适宜的路径,是化学解决上述问题的基本思路和方法。
2.背景与方向
(1)能源、资源方面包括:新能源开发、我国的“煤改电”工程、“西气东输”、黑火药、能源消耗和化石能源分布、可燃冰、海水淡化、南水北调等。
(2)环保、农业方面包括:污水处理、空气质量报告、垃圾分类回收、“蓝天、碧水、净土”三大工程,化肥、农药的利用等。
(3)材料方面包括:从石器、青铜器、铁器到高分子合成材料的变迁,塑料制品的回收、降解与再生,超导材料的研发,石墨烯材料的特性和石墨烯产业的发展,日常生活、信息技术、航空航天和国防科技领域中的新型材料。
(4)健康方面包括:均衡膳食结构图,人每天摄入的食物中所含的主要营养物质及其含量,常见的食品添加剂及我国对使用食品添加剂的有关规定,常用药品、家用洗涤剂及消毒剂的使用说明,屠呦呦提取青蒿素的事迹等。
素养立意:能从化学促进人体健康角度对常见的人体的营养物质、化学元素对人健康的影响等知识进行总体把握,能判断、设计合理的健康生活、饮食方案,形成从生活中来,到生活中去的思路与能力。
知识融合 搭项目
破坏组成细菌和真菌的蛋白质,具有消毒杀菌作用。蜂蜜存放在玻璃或陶瓷器具中最佳,切勿存放于金属容器中。这是因为许多金属能在酸性环境下发生反应,使蜂蜜变黑,遭受重金属污染。蜂蜜的存放需要减少蜂蜜与空气接触,且温度保持在5~10 ℃。 蜂蜜中的维生素C在高温或氧气中易被氧化,会造成营养成分失效,因此蜂蜜适宜在陶瓷器具或玻璃杯中冲泡,且水温控制在 60 ℃ 以下。
回答下列问题:
Zn(或Cu或Mn)
酸
H2O、H2O2
维生素C在高温下易被氧化,会造成营养成分失效(合理即可)
解析:(1)蜂蜜中含有一些微量元素,如锌、铜、锰等。(2)天然蜂蜜的pH都在3.2~4.5,pH小于7,呈酸性。(3)氧化物是由两种元素组成,且其中有一种元素是氧元素的化合物,因此该反应中涉及H2O和H2O2两种氧化物。(4)由题干信息可知,冲泡蜂蜜的水温需控制在60 ℃以下的原因是蜂蜜中的维生素C在高温或氧气中易被氧化,会造成营养成分失效。
2.(2024·湖南中考)柴米油盐酱醋茶,琴棋书画诗酒花,都与化学息息相关。酱油是我国传统调味品之一,已有3 000多年历史。天然晒露法是传统的老法酱油的生产方法。以初夏开始制作为例,主要流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“发酵”过程中,所取缸内样品呈 ________(填“酸”“中”或“碱”)性。
(2)“压榨”与化学基本实验操作中的 ________(填操作名称)有相似之处。
(3)下列有关说法正确的是 ________(多选,填字母)。
a.“浸泡”的目的是泡胀大豆,并除去杂物
b.铁强化酱油中“铁”可以预防佝偻病
c.天然晒露法得到成品的时间会受天气影响
酸
过滤
ac
解析:(1)根据图示信息可知,“发酵”过程中,样品的溶液pH为5~6,呈酸性。(2)根据图示信息可知,“压榨”与化学基本实验操作中的过滤有相似之处。(3)a.“浸泡”的目的是泡胀大豆,并除去杂物,正确;b.铁强化酱油中“铁”可以预防缺铁性贫血,错误;c.天然晒露法得到成品的时间会受天气影响,正确。
素养立意:能从“和谐发展观”“双碳”目标等角度认识我国的能源与资源的现状即利用情况,形成科学的发展理念,并用于指导化学学习中资源、能源的综合利用。
项目2 化学与社会发展主题下的“化学与能源、资源”的融合性考查
3.资源和能源是人类社会发展的基石。下列有关资源、能源的说法正确的是( )
A.煤是一种化合物,主要含有碳元素
B.人们常用的能源有电能、氢能及化石能源
C.“干冰”被科学家誉为“未来能源”“21世纪能源”
D.塑料是由石油炼制的产品制得的,减少塑料的使用就是节约石油资源
√
D [煤是复杂的混合物,主要含有碳、氢元素,A错误;氢能目前不是人类的常用能源,人们常用的能源有电能、太阳能、风能以及化石能源等,B错误;“可燃冰”是未来洁净的新能源,被科学家誉为“未来能源”“21世纪能源”,C错误;塑料是由石油炼制的产品制得的,而石油资源是有限的,减少塑料的使用就是节约石油资源,D正确。]
4.(2024·泸州中考)材料科学在利用太阳能上大显身手。最近,一
种利用石英热捕捉器( )捕获太阳能的新方法,可使温度
达到1000 ℃以上,从而有可能在玻璃、钢铁、水泥和陶瓷等工业生产中取代化石燃料。回答相关问题:
(1)玻璃、钢铁、水泥和陶瓷中不属于无机非金属材料的是________,这些无机非金属材料与石英均含有的元素为氧和________(填名称)。
钢铁
硅
(2)该捕获太阳能取代化石燃料的新方法,目前其主要的2点优势为________(填字母)。
A.应用更环保 B.技术更成熟
C.资源更丰富
AC
解析:(1)玻璃、水泥和陶瓷均属于无机非金属材料,钢铁属于金属材料;玻璃、水泥、陶瓷与石英(主要成分是二氧化硅)均含有的元素为氧和硅。(2)A.太阳能是一种清洁能源,在开发利用时,不会产生废渣、废水、废气,不会造成环境污染,该捕获太阳能取代化石燃料的新方法的优点之一为应用更环保;B.该捕获太阳能取代化石燃料的新方法,技术还未成熟;C.太阳能是人类可以利用的丰富的能源,该捕获太阳能取代化石燃料的新方法的优点之一为资源更丰富。
5.(2024·南充中考)阅读下列科普短文
燃油车所消耗的能源主要来源于化石燃料,化石燃料有面临枯竭的危险,且对环境的影响也不容忽视。为改变这一困境,我国大力推广新能源汽车。目前新能源汽车主要使用锂离子电池作为动力来源。
锂离子电池是一种二次电池,具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、充电快速、工作温度范围较宽等优点。它主要依靠锂离子(Li+)在正极和负极之间移动进行工作。放电时,Li+从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富锂状态;充电时则相反。
锂离子电池负极材料占成本比例较低,正极材料占成本比例较高,大约占电池成本的30%。目前已批量应用的正极材料主要有钴酸锂、钴镍锰酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂。不同正极材料的性能如表所示。
正极材料 能量密度(mAh/g) 平均输出电压(V) 循环次数
钴酸锂 135~145 36 ≥300
钴镍锰酸锂 155~190 3.5~3.6 ≥800
锰酸锂 100~120 3.7~3.9 ≥500
磷酸铁锂 130~150 3.2~3.3 ≥2 000
锂离子电池在使用过程中容量会缓慢衰退、不耐受过充过放。储存过程中锂离子电池的容量也会缓慢衰退,衰退速率可用单位时间容量减小百分率来表示,衰退速率与充电电量和储存温度的关系如图所示。
随着科学技术的发展,更多优异的锂离子电池将会被广泛应用。
依据文章内容,回答下列问题。
(1)锂离子电池的优点有______________________________________
_________________________________________________(任写两点)。
(2)由表可知,锂离子电池正极材料能量密度最高的是________________。除表中数据外,工业上大量生产该材料,还应考虑的因素有_______________________________________________
______(写一条即可)。
电压高、比能量大(或循环寿命长、安全性
能好、自放电小、充电快速、工作温度范围较宽等)
钴镍锰酸锂
生产成本(或环境友好程度、安全性等,合理答案均可
得分)
(3)根据图分析,下列储存条件最优的是______(填字母)。
A.充电电量50%,储存温度25 ℃
B.充电电量100%,储存温度40 ℃
C.充电电量50%,储存温度40 ℃
D.充电电量100%,储存温度25 ℃
A
(4)为提高废旧锂离子电池正极材料中锂元素的回收率,废旧电池拆解前应进行的处理是_________________________________________。
对电池进行充分放电(其他合理答案酌情给分)
解析:(1)根据“锂离子电池是一种二次电池,具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、充电快速、工作温度范围较宽等优点”可知,锂离子电池的优点有电压高、比能量大(或循环寿命长、安全性能好、自放电小、充电快速、工作温度范围较宽等)(任写两点)。
(2)由表可知,锂离子电池正极材料能量密度最高的是钴镍锰酸锂;除表中数据外,工业上大量生产该材料,还应考虑的因素有生产成本(或环境友好程度、安全性等合理答案均可得分)。
(3)根据图分析,充电电量40%~60%、储存温度25 ℃时,电池衰退速率较低,储存条件最优的是充电电量50%、储存温度25 ℃。
(4)为提高废旧锂离子电池正极材料中锂元素的回收率,废旧电池拆解前应进行的处理是对电池进行充分放电等。
素养立意:能结合生活中常见的材料素材、问题现象认识化学与材料、环境、农业的关系,体会化学在人类生活、科技发展中的重要作用;能运用大概念理念对常见的生活现象、简单的跨学科问题进行探讨,能运用简单的技术与工程方法初步解决与化学有关的实际问题。
项目3 化学与社会发展主题下的“化学与材料、环境、农业”的融合性考查
6.(2024·齐齐哈尔中考)下表中有关化学知识的整理和归纳有错误的一组是( )
A.化学与农业 B.化学与环境
①氯化铵不能与碱性物质混合使用
②磷肥可以促进作物生长,增强作物抗寒、抗旱能力 ①空气污染物包括有害气体和烟尘
②使用无铅汽油可以减少汽车尾气对空气的污染
C.化学与应用 D.化学与生活
①钛合金可以用来制造人造骨
②稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,常用作电光源 ①涂油可以有效防止自行车链条生锈
②汽油可以除去衣服上的油污是因为汽油具有乳化作用
√
D [①氯化铵不能与碱性物质混合使用,以防释放出氨气造成肥效降低;②磷肥可以促进作物生长,增强作物抗寒、抗旱能力,A正确;①空气污染物包括有害气体和烟尘;②使用无铅汽油可以减少汽车尾气对空气的污染,B正确;①钛合金与人体具有很好的相容性,可以用来制造人造骨;②稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,常用作电光源,C正确;②汽油能溶解油污,用汽油除去衣服上的油污是因为汽油溶解油污,不是乳化作用,D错误。]
7.(2024·山西中考)【化学与工程】
西气东输工程是我国继长江三峡工程之后的又一项世界级特大工程,是我国天然气发展战略的重要组成部分。西气东输输气管线一期工程,西起新疆塔里木,东至上海市,是西部大开发的标志性工程。
请分析图文信息,解答下列问题:
(1)图1是西气东输钻探工程。我国在超深层采气方面已有了新的突破,通过这种钻探技术主要得到的是天然气,其主要成分的名称是________。开采时,若钻穿了含有硫化氢(H2S,无色,有毒)酸性气体的岩层,应迅速使用 ________性钻井液进行处理,保证pH在9.5以上的工程指标。
甲烷
碱
(2)图2是西气东输第1站。此设备可完成天然气的收集、处理和输送,处理环节可将混合气中的CO2、N2等除去。实验室里除去CO2通常使用氢氧化钠溶液,发生反应的化学方程式为 __________________
_______________。这种全线自动化输气控制系统,尽管技术已达到较高的水准,但要做到安全运行、稳定供气,源源不断地将气体如数送达目的地,输送前工程技术人员也必须对沿线管道的质量和 ________进行检查。
2NaOH+CO2===
Na2CO3+H2O
气密性
(3)图3是西气东输跨黄工程。跨越黄河的管道,采用不锈钢、合金钢和高强度钢等材料制成,这些材料应具备的性能是____________
__________________。由于长期处于潮湿环境,为保护管道外壁,应采取的具体措施为____________________________________。
强度大、耐
腐蚀(合理即可)
管道外壁喷漆
(4)西气东输横亘西东、纵贯南北,受益人口超过4亿人。这项工程开启了一个前所未有的天然气时代,作为优质、高效的 ________能源,天然气自开发使用以来,已减少标煤的使用量约10.7亿吨、减少CO2排放约11.7亿吨[相当于减少 ________亿吨碳的燃烧(计算结果保留一位小数)]、减少粉尘约5.8亿吨,相当于种植阔叶林36亿公顷,有效避免了对水体和______的污染。
清洁
3.2
空气
解析:(1)天然气的主要成分的名称是甲烷;H2S显酸性,故应用碱性材料处理才能保证其pH在9.5以上。
(2)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O;这种全线自动化输气控制系统,尽管技术已达到较高的水准,但要做到安全运行、稳定供气,源源不断地将气体如数送达目的地,输送前工程技术人员也必须对沿线管道的质量和气密性进行检查。
人体健康、社会发展常用知识速览
1.六大类营养素:糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐、水。
2.11种常量元素:C、H、O、N、S、Ca、P、Na、Cl、K、Mg。
3.三大有机合成材料:塑料、合成纤维和合成橡胶。
4.三大化石燃料包括煤、石油和天然气,属于不可再生能源。
5.新能源:太阳能、风能、地热能、潮能、生物质能和核能等。
6.植物生长需要的三种主要营养元素:氮、磷、钾。