内容正文:
第四部分 化学与社会·跨学科实践
第18讲 跨学科实践活动2022版课标新增
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命题分析
【2022版新课标要求】
1.微型空气质量“检测站”的组装与使用。
2.基于特定需求设计和制作简易供氧器。
3.水质检测及自制净水器。
4.基于碳中和理念设计低碳行动方案。
5.垃圾的分类与回收利用。
6.探究土壤酸碱性对植物生长的影响。
7.海洋资源的综合利用与制盐。
8.制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程。
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10.调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用。
注:跨学科实践活动原则上从以上10项中选择,所用课时不少于本学科总课时的10%。
《义务教育课程方案》规定,各学科用不少于本学科总课时的10%开展跨学科主题学习(实践)活动。在学习主题5中,围绕学生核心素养的目标要求,设计了10个跨学科实践活动供选择使用,建议与各学习主题中的核心内容及学生必做实验的教学进行整合。
9.调查家用燃料的变迁与合理使用。
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1.实践活动解读
所谓跨学科实践活动,就是基于真实情境中的问题,将问题转化为具体任务或探究主题,运用两种或两种以上学科的观点、知识和方法进行实践探索,最终形成物化的产品,由此发展学生系统思维及核心素养。设置跨学科实践活动,是发展学生核心素养、体现化学学科价值、培养学生系统思维的需要。
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跨学科实践活动是对学科教学的超越与升华,它是建立在学科基础之上。跨学科实践活动的开展应与五大主题中的核心知识、学生必做实验的教学密切结合,充分发挥跨学科实践活动对课程内容和教学实施的整合功能。
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2.案例分析
案例一 基于碳中和理念设计低碳活动方案——行动改进类实践活动
(1)核心知识
二氧化碳的性质与转化;
学生必做实验:二氧化碳的实验室制取与性质
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(2)内容结构如下:
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1.碳中和,中国在行动。
人类在向大自然获取物质和能源的过程中,对物质的循环产生影响。有研究表明,大气中的碳元素只占地球碳总量的0.000 031 9%,通常这部分碳是通过自然界中的碳循环实现平衡。由于人类过度开采使用化石燃料,导致工业革命以来碳排放量急剧增加,打破了大气中二氧化碳的平衡。中国承诺在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。
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请回答下列问题:
(1)“碳循环”与“碳中和”中的“碳”,含义是否相同?为什么? 不相同,前者指碳元素,后者指二氧化碳 。
不相同,前者指碳元素,后者指二氧化碳
(2)有人认为碳循环过程中碳元素的化合价始终保持不变,你认为是否正确? 不正确 ,你的证据是 C+O2CO2 (用化学方程式表示)。
(3)自然界中CO2来源有 化石燃料的燃烧或动植物的呼吸作用 (任写一点),大气中的CO2过多会引起 温室 效应。
不正确
C+O2CO2
化石燃料的燃烧或动植物的呼吸作用
温室
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①重庆合川实验基地通过如图技术将CO2压入地下实现CO2的封存。这里的CO2捕集是一个 物理 (填“物理”或“化学”)变化过程,此过程中CO2分子间间隔 减小 。
物理
减小
(4)“碳捕捉和封存”技术是实现碳中和的重要途径。
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②2021年9月24日,中科院天津工业生物技术研究所科研人员在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。绿色植物光合作用过程可以表示为6CO2+6H2OC6H12O6+ 6O2 。
6O2
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③2022年3月4日,全球首套年产1 000吨二氧化碳加氢制汽油中试装置在山东邹城开车成功,生产出符合国V1标准的清洁汽油产品。其原理为二氧化碳和氢气首先在Fe3O4催化下反应为一氧化碳和水;生成的一氧化碳在Fe5C2催化下转化为α—烯烃;随后,该烯烃中间物迁移到分子筛上的酸性位上,选择性生成汽油馏分。其中,第一步反应的化学方程式为 CO2+H2CO+H2O 。
CO2+
H2CO+H2O
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2.(2022杭州)小金设计了一款在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境下逃生时使用的自救呼吸器。其设计思路如图甲所示,自救呼吸器的结构如图乙所示(其中箭头方向表示气体流动方向)。
甲
乙
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(1)呼吸气路的设计:自救呼吸器使用时,需用鼻夹夹住鼻子,用嘴咬合呼吸软管进行呼吸。在正常呼气时,单向阀A和B的开闭情况是 A打开,B闭合 (填“A打开,B闭合”或“A闭合,B打开”)。
(2)生氧药品的选择:小金查阅资料发现超氧化物(用MO2表示,其中M为+1价)可与人呼出气中的CO2、H2O反应生成O2,其反应的化学方程式为4MO2+2H2O4X+3O2↑;4MO2+2CO22M2CO3+3O2。X的化学式为 MOH 。
A打
开,B闭合
MOH
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