内容正文:
河北新中考
精讲册
化学
研究河北新考情 更懂中考新方向
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第一部分 系统复习 成绩基石
板块一 物质的性质与应用
主题三 碳和碳的氧化物
跨学科实践活动3 基于“碳中和”理念设计低碳行动方案
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【活动目标】基于碳中和理念,结合生物学、地理、物理等课程的学习,从物质的性质和转化角度认识 二氧化碳的排放和吸收,理解低碳行动原理。设计并评价低碳行动方案,从个人、国家和国际层面体会低碳行动的意义和价值。
CCUS(二氧化碳捕集、利用及封存)技术是实现全球碳减排的重要途径。同学们对该技术非常感兴趣,开展了有关二氧化碳的项目式学习。
任务一:了解空气中的二氧化碳排放
(1)空气中二氧化碳主要来源于 (写一种)。
(2)CO2排放量增加可能引发的后果有 (填字母)。
A. 冰川融化,海平面上升 B. 极端天气频发
C. 酸雨多发 D. 土地沙漠化
化石燃料燃烧(合理即可)
ABD
解析:(1)空气中的二氧化碳主要来源于化石燃料的燃烧,动植物的呼吸作用等;(2)二氧化碳排放量增加会导致温度 效应,导致全球气候变暖,导致冰川融化、海平面上升,导致 极端天气频发,导致土地沙漠化,但是不会导致酸雨的发生, 故选ABD。
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任务二:探究实验室中的二氧化碳吸收剂
(3)有同学提出二氧化碳能用澄清石灰水检验,化学方程式为
,结合二氧化碳的溶解性总结出在实验室可以利用碱溶液或水吸收二氧化碳。
【探究活动】不同试剂吸收二氧化碳的效果。
实验室提供4种试剂:水、饱和石灰水、质量分数为0 . 165%的 NaOH溶液、质量分数为40%的NaOH溶液 。
【提出问题】上述4种试剂吸收二氧化碳的效果如何?
【查阅资料】
①室温下,饱和石灰水中氢氧化钙的质量分数约为0 . 165%。
②利用压强传感器及信息处理终端可将实验数据进行记录、呈现和分析。
解析:二氧化碳能用澄清石灰水检验,是因为二氧 化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,使澄清石灰水 变浑浊,该反应的化学方程式为 CO2+Ca(OH)2==
CaCO3↓+H2O。
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【进行实验】
步骤1:各装置气密性良好(夹持装置已省略),同学们用4只250 mL的烧瓶集满纯净的二氧化碳气体 。
步骤2:用4支注射器分别取60 mL上述提供的4种试剂,将烧瓶分别连接压强传感器和注射器(如图1所示 ) 。
步骤3:待烧瓶内气压平稳后,迅速将4支注射器内试剂分别全部注入相对应的烧瓶中,关闭弹簧夹,观察压强变化。一段时间后,振荡烧瓶,继续观察压强变化。小组合作完成实验,并展示烧瓶内压强随时间变化的曲线图(如图2所示)。
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【分析讨论】
(4)根据40% NaOH 溶液对应的曲线,分析t1~t3 时间段曲线变化的原因是 。
t1~t2段,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,二氧化 碳被消耗,装置内气体减少,使烧瓶内压强减小。t2~t3段振荡使40%的氢氧化钠溶液与二氧化碳充分接触,反应速率更快,压强下降得更快(合理即可)
解析:根据40% NaOH 溶液对应的曲线,分析t1~t2时间段曲线变化的原因是:t1~
t2段,二氧化碳与氢氧化钠反 应生成碳酸钠,二氧化碳被消耗,气体减少,使烧瓶内压强减 小 ,t2~t3段振荡使40%的氢氧化钠溶液与二氧化碳充分接 触,反应速率更快,故压强下降得更快。
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【得出结论】
(5)如图3是注入饱和石灰水后最终瓶中气体的微观示意图(忽略水的
挥发,两活塞关闭状态),则下列符合注 入水后瓶中情况的是
(填字母)。
(6)结合图2数据,从压强和吸收效果两个角度对比分析,得到的结论是 。
C
相同条件下,注入40%的氢氧化钠溶液后装置内 压强变化最大,吸收二氧化碳效果最好
解析:(5)注入水后,二氧 化碳能溶于水,且能与水反应,导致装置内气体减少,饱和石 灰水吸收二氧化碳的能力比水强,故与图3相比,注入水后, 瓶内二氧化碳多,故选C;(6)根据图2数据,可得出的结论是相同条件下,注入40%的氢氧化钠溶液后装置内压强变化最大,吸收二氧化碳效果最好。
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任务三:调查工业生产中的“碳捕捉与封存技术”
“碳捕捉与封存技术”是实现“碳中和”的重要途径,其原理是将工业生产中产生的CO2分离出来并进行储存。在实际生产中,用NaOH溶液捕捉并封存CO2(产生碳酸钠和水)的流程如图4所示(反应条件及部分物质未列出)。
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(8)上述流程中可循环利用的物质是 。
氢氧化钠溶液、生石灰
解析:(7)反应分离器中,生石灰与水反应生成氢氧化钙,该反应的化学方程式为 CaO+H2O==Ca(OH)2,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,该反应的化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH;(8)由图4可知,题述流程中,生石灰和氢氧化钠既是反应物,又是生成物,可以循环利用。
(7)反应分离器内主要发生反应的化学方程式为
。
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任务四:参形成二氧化碳闭环的意识
(9)中国碳捕集技术更重视在捕集基础上“变碳为宝”,有科学家提出用饱和碳酸钾(K2CO3)溶液代替NaOH溶液吸收CO2,利用生成的KHCO3受热易分解的性质,再把CO2提取出来,经化学反应可以生成甲醇。用K2CO3溶液代替NaOH溶液的优点是
。
【拓展思维】我国已经实现了利用二氧化碳合成淀粉、甲醇和负碳纤维等,“二氧化碳回收利用形成 闭环”是未来碳科学和技术发展的探索方向。
节约能源
解析:用饱和碳酸钾(K2CO3)溶液代替NaOH溶液吸收CO2, 利用生成的KHCO3受热易分解的性质,再把CO2提取出来,经化学反应可以生成甲醇,无需经过高温煅烧,故优点是可以节约能源。
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