内容正文:
专题六 跨学科实践活动
微型空气质量“检测站”的组装与使用
1.[2024·辽宁一模]大连某日的空气质量报告如图所示,下列说法不正确的是( )
A.空气质量指数越大表示空气质量越差
B.当日的首要污染物为可吸入颗粒物(PM2.5)
C.二氧化碳不是空气污染物
D.SO2的排放,会引起酸雨
B
制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程
2.[2024·威海模拟]探索物质的组成与结构
Ⅰ.构建原子模型,认识物质组成规律
为了揭示原子结构的奥秘,人类经历了漫长的探索。
材料一 1803年,道尔顿在原子论中提出:物质由微小的不可再分的原子构成。
材料二 1897年,汤姆孙发现原子内有带负电的微粒,否定了“原子不可再分”。
材料三 1911年,卢瑟福进行了著名的α粒子(α粒子由2个质子和2个中子构成)轰击金箔实验。结果发现:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进,但是有少数α粒子却发生了较大角度的偏转,并且有极少数α粒子被金箔弹了回来。
材料四 1919年,卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子,发现一个α粒子留在了一个氮原子中,使氮原子变成了氧原子,同时有微粒从氮原子中被打出。
(3)当α粒子轰击金箔时,图2所示的运动轨迹不可能是 (填图2中字母)。
(1)汤姆孙实验中,带负电的微粒是 。
(2)卢瑟福实验中使用的金箔是由 (填微观粒子的名称)构成的;通过卢瑟福实验,可推出的原子结构模型为 (填图1中字母)。
BC
C
金原子
电子
(4)请你分析材料四,推测被打出的微粒是 。该过程是否属于化学变化?请结合化学变化的微观本质进行回答:
。
不属于化学变化,化学变化中原子种类不变
质子
Ⅱ.探究元素与物质组成的奥秘
1783年,拉瓦锡研究水的组成,装置示意图如图3所示,将水加热成水蒸气通过灼热的铁管,一段时间后,在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少,铁管质量增加。
(5)下列说法正确的是 (填字母)。
A.实验中收集到的可燃性气体是氢气
B.铁在该实验中起催化作用
C.实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量
D.由该实验可得出“水不是一种元素”
AD
3.化学兴趣小组的同学们在学习了与水有关的知识后,决定对自来水分别从生产过程、水质检测、自制净水器等方面展开项目式学习。
活动一:参观自来水生产过程
[参观实践]
(1)同学们在老师的带领下来到自来水厂参观自来水的生产过程,该过程主要包括:取水→加絮凝剂→过滤→吸附→ →配水。
活动二:检验自来水中所含离子
[进行猜想]同学们根据所学,猜想自来水中可能含有Ca2+、S。
水质检测及自制净水器
投药消毒
实验步骤 实验操作 实验现象 实验结论
步骤1 取少量自来水于试管中,向其中滴加过量Na2CO3溶液 产生白色沉淀 自来水中含有Ca2+
步骤2 向上述试管中滴加
溶液 产生白色沉淀 自来水中含有S
[质疑反思]
(3)有同学认为步骤2不能证明自来水中含有S,理由是
,应调整实验方案,方法是
。
(2)同学们设计并进行了以下实验。
重新取少量自来水进行步骤2(或:继续向已生成的白色沉淀中加入过量稀盐酸)
[实验验证]
BaCl2(合理即可)
过量的Na2CO3与BaCl2反应也产生白色沉淀,不能证明一定含有硫酸根离子
活动三:自制简易净水器
[交流探讨]同学们认为,虽然自来水的水质在出厂时已检验合格,但实测在管道运输过程中仍不可避免地受到了污染,所以在家中使用自来水时,最好安装净水器。于是他们在老师的帮助下,利用所学知识,制作了简易净水器(如图)。
[成果展示]
(4)同学将自制的简易净水器在学校“科技节”上进行了展示,请你与他们一同完成对有关结构的说明。
活性炭
基于特定需求设计和制作简易供氧器
4.[2024·福州模拟]学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
活动一:如图1所示,该供氧器通过A、B两种物质产生氧气,其中A是过碳酸钠白色固体,B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。
用该供氧器制氧时,在反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰,反应仓内的现象为黑色粉末翻腾,溶液变得浑浊,仓壁变得温热,过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
(1)反应仓中H2O2生成氧气的化学方程式为 ,过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外,还可以起到的作用是 (填字母)。
A.可以通过气泡观察氧气生成的速率
B.降低氧气温度
C.加快氧气的生成
(2)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是
。
将带火星的小木条放在a口处,若小木条复燃,则为氧气
AB
2H2O22H2O+O2↑
(3)图1中O2通道相当于图2装置中的 (选填“c”或“d”)导管。
活动二 制作简易的家用供氧器
(4)除需考虑反应原理、方法选择外,还需考虑很多方面的因素,例如:
(写一条)。同学们在充分思考交流的基础上,利用家庭中常见材料,设计并制作了简易家用供氧器(如图3),其中C瓶的作用相当于图1中的 仓。
(5)氧气能从图3C瓶中逸出,是因为氧气 。
不易溶于水
过滤
c
试剂的成本(合理即可)
5.[2024·盐城中考节选]我国向世界承诺:努力争取在2060年前实现碳中和——CO2排放量和转化量相等,达到相对零排放,为人类社会可持续发展贡献中国力量。
Ⅰ.了解二氧化碳排放
(1)CO2排放量增加可能引发的后果有 (填字母,下同)。
A.冰川融化,海平面上升
B.极端天气频发
C.土地沙漠化,造成农业减产
D.影响自然生态系统,改变生物多样性
基于碳中和理念设计低碳行动方案
ABCD
(2)空气中的CO2主要来自 (填字母)。
A.动植物的呼吸
B.化石燃料的燃烧
C.植物的光合作用
Ⅱ.探究二氧化碳转化
(3)CO2的吸收是其转化的有效方法。现有三种试剂:水、澄清石灰水、2%NaOH溶液,你认为最佳的CO2吸收剂是 ,设计实验方案证明你的结论:
。
Ⅲ.研制低碳行动方案
(4)低碳行动涵盖国际合作、国家工程和个人行为三个层面。请从“个人行为”层面策应“低碳行动”,写出你的一个行动打算: 。
出行乘坐公交车(合理即可)
2%NaOH溶液
AB
用三只相同的塑料瓶收集二氧化碳,分别注入等体积的水、澄清石灰水、2%NaOH溶液,盖上瓶盖,充分振荡,若注入2%氢氧化钠溶液的塑料瓶变瘪程度最大,说明2%氢氧化钠溶液吸收二氧化碳效果最好
(1)下层盏内盛水能达到省灯油的目的,原理是
。
6.[2024·广水模拟]某项目小组的同学以“家用燃料”为主题开展了项目化学习的探究之旅。
[项目一]家用燃料的合理使用
燃烧燃料为了照明
诗人陆游曾记载:“书灯惟瓷盏最省油,蜀中有夹瓷盏,一端作小窍,注清冷水于其中,每夕一易之……可省油之半。”夹瓷盏是省油灯(如图1所示),用棉线做灯芯(炷),上层盏内盛油,下层盏内盛水。
水蒸发吸热,使油的温度降低,减少油的挥发,以达到省油的目的
调查家用燃料的变迁与合理使用
(2)煤的使用是从一开始的煤球转变为后来的蜂窝煤(如图所示),这种变化的原因是 。
(3)下列有关家用燃料更新的理由不正确的是 (填字母)。
A.燃料使用更便捷 B.固体燃料燃烧得更充分 C.燃料燃烧过程更环保
(4)通过探究家用燃料的更新历程,同学们预测未来燃料的发展方向是开发和利用清洁而又高效的能源,如氢能,其优点是________________________________________ (写一条)。
燃烧产物只有水,对环境无污染(合理即可)
B
[项目二]家用燃料的变迁和未来
同学们查阅资料,了解到家用燃料的更新历程如图2所示。
增大煤与空气的接触面积,使煤燃烧更充分
(1)在参观时获悉城市生活垃圾可分为 、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。
(2)小组交流后确定垃圾筛分时,可根据 区分铜和铝。
颜色
7.垃圾分类具有经济和环境双重价值。在一次实践活动中,同学们开启了对垃圾的分类与回收利用的探究之旅。同学们参观垃圾分类处理厂,在技术人员的指导下,了解到垃圾回
收处理的过程如图1所示。
可回收垃圾
垃圾的分类与回收利用
(4)请你从资源或能源角度举一例说明对垃圾进行分类的意义:
。
(3)小组同学通过图2装置测得焚烧垃圾产生的气体中CO体积分数变化如图3所示,t1~t2s时间段内CO体积分数出现异常的原因是
。
回收易拉罐能节约金属矿物资源(合理即可)
氧气不足,燃烧不充分生成了一氧化碳
①这个变化属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。
②从原理上看,该方法与实验室常用的 操作原理相同。
过滤
海洋资源的综合利用与制盐
物理变化
8.[2024·南平模拟]我国海洋资源十分丰富。
(1)海水晒盐:海水晒盐的基本原理是 (选填“蒸发”或“降温”)结晶。
(2)海水淡化:海水淡化可采用膜分离技术,如图1,对淡化膜右侧海水加压,水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能透过淡化膜,从而得到淡水。
蒸发
①步骤①中所用石灰乳的主要成分属于 (选填“酸”“碱”或“盐”)。
②写出步骤②反应的化学方程式:
。
③步骤③的能量转化形式为 。
电能转化为化学能
Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
(3)海水制镁:海水制镁工艺流程如图2。
碱
9.[2024·吉林中考]土壤是植物生长发育的基质,研究土壤酸碱性对种植业及其发展具有重要意义。吉林省西部地区的苏打盐碱地因盐分重、碱化度高,一些作物难以正常生长。化学活动小组对苏打盐碱地的土壤样本进行了项目式探究。
[活动目标]探究苏打盐碱地土壤的酸碱性及开发利用。
[活动设计与实施]
(1)任务一:测定苏打盐碱地土壤酸碱性
实验步骤:
①选取一定量的土壤样本与蒸馏水,按1∶5的质量比在烧杯中混合,充分搅拌后静置,过滤后得到土壤浸出液。
②取少量土壤浸出液于试管中,滴加无色酚酞溶液,溶液变为 色。
③用胶头滴管吸取少量土壤浸出液,滴在 上,与标准比色卡比较。
pH试纸
探究土壤酸碱性对植物生长的影响
红
形成结论:苏打盐碱地土壤呈碱性,pH≈9,在农业生产中可因地制宜选择或改良作物。结合下表选出该地区适合种植的作物是 。
作物 小麦 燕麦 大豆 海水稻
适宜生长
的pH范围 6.0~7.0 6.0~7.5 6.5~7.5 8.0~9.2
海水稻
实验操作 实验现象 实验结论
步骤1:向土壤浸出液中滴加少量CaCl2溶液,充分反应后过滤,得到滤液 有白色沉淀产生 土壤浸出液中含有Na2CO3
步骤2:向步骤1的滤液中滴加足量稀盐酸 有气泡产生 土壤浸出液中含有NaHCO3
(2)任务二:探究苏打盐碱地土壤的成分
提出猜想:同学们结合已有知识,猜想苏打盐碱地土壤的成分中可能含有Na2CO3和NaHCO3。
查阅资料:NaHCO3与CaCl2不反应;Na2CO3与CaCl2能发生复分解反应,生成难溶于水的CaCO3。
进行实验:
交流反思:
①请写出步骤2中任意一个反应的化学方程式:
。
②有的同学认为以上实验操作不严谨,应在进行步骤1时滴加
,才能确定土壤浸出液中含有NaHCO3。
改进实验:小组同学调整方案后,重新进行了实验。
形成结论:苏打盐碱地土壤中含有Na2CO3和NaHCO3。
足量或过量的CaCl2溶液
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑(或:Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑)
改良方法 改良原理
用沙土掩埋覆盖 与碱性物质反应
淡水浇灌排盐碱 限制盐分的上移
混用南方酸性土 降低盐分的浓度
(3)任务三:探索苏打盐碱地土壤的治理和综合利用
治理:结合所学知识将下列苏打盐碱地土壤改良方法与改良原理连线。
综合利用:吉林省推进苏打盐碱地综合利用,曾经颗粒无收的盐碱地变成了沃土良田。
调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用
10.[2024·烟台中考节选]2024年4月24日是第九个中国航天日,主题为“极目楚天,共襄星汉”。中国人探索宇宙的脚步驰而不息。
(1)固体火箭发射卫星。我国在海阳市附近海域使用“引力一号”运载火箭将3颗卫星顺利送入预定轨道,刷新了全球最大固体运载火箭纪录(如图1)。高氯酸铵、铝粉等是固体运载火箭的主要推进剂,发射时高氯酸铵发生的化学反应是2NH4ClO4N2↑+2O2↑+X↑+4H2O↑。
①X的化学式是 ,NH4ClO4中氯元素的化合价是 。
②铝粉在氧气中燃烧的化学方程式是 。
(2)太空燃烧实验。航天员在燃烧科学实验柜中以甲烷为燃料进行在轨点火燃烧实验,观察到甲烷火焰与地面上对照实验的火焰相比,显得短而圆,且微弱(如图2)。
①制作燃烧科学实验柜的材料需具有的性质是 (写一条)。
②从燃烧的条件分析,点火的作用是 。
③下列对燃烧实验分析正确的是 (填字母)。
A.空间站甲烷燃烧,不需要氧气
B.空间站失重条件下燃烧产生的热气流向四周扩散,地面上热气流向上扩散
C.空间站失重条件下空气流动性差,甲烷燃烧的火焰比较微弱
BC
使温度达到可燃物的着火点
防火(合理即可)
+7
Cl2
4Al+3O2 2Al2O3
$$