内容正文:
跨学科实践活动试题
(一)微型空气质量“检测站”的组装与使用
1.某中学进行微型空气质量“检测站”的组装与使用活动。
活动一:了解城市空气质量
(1)如图1为该城市10月5日的空气质量情况。图中的“X”代表 (填标号)。
a.二氧化碳 b.二氧化氮 c.氮气 d.氧气
(2)10月5日空气主要污染物浓度最高的物质为 。
活动二:检测某小区地下车库中的有害气体
【测定实验】实验小组用微型空气质量“检测站”测得某小区地下车库中一氧化碳浓度如图2所示。
(3)一氧化碳浓度最大的时间段是 (填“t1~t2”“t2~t3”或“t3~t4”)。
(4)在地下车库里确定某些位置进行取样。以下取样位置设定合理的是 。
活动三:成果分享
(5)同学们通过项目化学习,了解了微型空气质量“检测站”的组装和使用、有害气体的检测等,他们一起制作了保护空气倡议书,请你将其补充完整。
保护空气倡议书
为了使天空更蓝,人类正在积极行动,我们能做的很多,比如,其中一种保
护空气的具体做法是 。
(二)制作模型并展示科学家探究物质组成与构成
2.研究小组开展“制作模型并认识物质的组成、结构与变化”主题实践活动。
(1)氢的原子结构示意图和氧在元素周期表中的部分信息如图1。
①氢原子的核外电子数为 ;氧的原子序数为 。
②用化学用语表示:氢分子 ;2个氧离子 。
(2))用橡皮泥或黏土等材料拼装分子模型并展示学习成果
①“○”“●”表示不同的原子,用模型 和 (填选项标号)所表示的物质组成可以说明“组成元素相同,但分子中原子个数不同,会构成不同的物质”
②用图2模型演示水形成的微观过程,根据反应前后原子的种类和数目保持不变,在方框内画出模型,将微观示意图补充完整 。并写出图2在点燃条件下反应的化学方程式 。
(3)建立模型是学习化学的重要方法。从微观粒子构成的角度,指出图3原子结构模型中存在的不合理之处 。
(三)水质检测及自制净水器
3.汇杰初中化学兴趣小组针对双湖水域开展了“自制净水器及水质检测”跨学科实践活动。
任务一 自制净水器
(1)图1中的吸附剂为活性炭是因其具有 结构;过滤采用了图2膜技术净化装置,自来水经过该装置过滤后其硬度(通常用钙镁离子的含量来判断) (填“会”或“不会”)降低。
任务二 水质检测
(2)检测水可用市售的水质检测笔直接读出水质的TDS值,以判断水质纯度,如图3所示。若通过水质检测笔测出的TDS值为450,则该水质情况是 ,使用这样的水会给生活和生产带来许多麻烦,生活中如何改进此类情况 。
任务三 水的组成
(3)1800年,尼科尔森(英)用伏打电池在常温下对水通电进行分解,得到氢气和氧气。
①该实验中正极和负极产生气体的质量之比为 。
②以下实验中能够验证水的组成的实验是 。
A.过氧化氢分解 B.氢气在氧气中燃烧 C.将水煮沸蒸发 D.电解水
任务四 水污染治理
(4)废旧电池是天然水体的重要污染物,下图是同学们从锂锰电池炭包中回收MnO2。
①焙烧前,将炭包中物质研磨成粉末,目的是 ;炭包在足量的氧气中燃烧生成X是 。
②反应2完全后,得到MnCO3固体,洗涤的目的是 。
③写出MnCO3在空气中高温灼烧生成二氧化锰和CO2气体的化学方程式 。
(四)基于特定需求设计和制作简易供氧器
4.学习小组开展跨学科实践活动,设计装置利用H2和O2模拟工业制备H2O2,再制备供氧剂CaO2用于水产养殖。
I.H2和O2的实验室制取
(1)仪器a的名称是________。
(2)实验室利用锌粒和稀硫酸反应制取并收集H2,需选用的装置分别是________(填标号)。利用装置C干燥H2,可加入的试剂是________(填名称)。
(3)利用KClO3分解制取O2,反应化学方程式为____________________________。
Ⅱ.设计装置模拟工业制备H2O2。反应过程分两步进行,流程和部分装置如下:
注:R为液态有机物
(4)关闭K2,打开K1,利用上述装置进行反应①。加热前需先通一段时间H2,以排尽装置内的空气,原因是________。检验装置内空气已排尽的操作和现象是____________________________________。
III.制备供氧剂用于水产养殖
查阅资料后动手实践:往CaCl2溶液中通入足量NH3后加入H2O2溶液,保持0-5℃充分反应,过滤、水洗并烘干后得到CaO2。
(5) 原理分析:补充完整制备CaO2的化学方程式CaCl2+2NH3+H2O2====CaO2↓+2_______。
(6)供氧剂使用:水产养殖中,CaO2与水缓慢反应释放出O2为鱼类供氧,反应的另一产物属于微溶于水的碱,该产物的化学式为________。
(五)基于碳中和理念设计低碳行动方案
5.某校兴趣小组的同学开展以“基于碳中和理念设计低碳行动方案”为主题的跨学科实践活动。
【任务一】探秘低碳行动
大力发展清洁能源,逐步降低煤炭等化石能源在能源消费结构中的占比,有效减少碳排放,发展“低碳经济”,提倡“低碳生活”,已成为社会发展的总趋势。
(1)写出一种清洁能源: 。
【任务二】解锁碳封存的密码
我国海上二氧化碳封存工程项目已经投入使用。该技术是将二氧化碳变成介于气体与液体之间的超临界状态,超临界状态二氧化碳的密度大、黏度小、流动快。输送超临界状态二氧化碳的管道材料要采用不锈钢、低铬钢等,为了防止对输送管道内部造成腐蚀,需要对CO2进行干燥处理,这是因为CO2遇到水能生成碳酸。
(2)低铬钢属于 (填“金属”“无机非金属”或“有机高分子”)材料。
(3)下列对超临界二氧化碳的理解正确的是 (填字母序号)。
A.超临界二氧化碳与二氧化碳的化学性质不同
B.同等条件下,超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳更大
C.超临界二氧化碳存在于特定的条件下,其分子间的间隔比气态二氧化碳的大
【任务三】探寻碳吸收的奥秘
如图所示是一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾三种吸收剂对烟气中的脱除效果的曲线。
(4)对比图中三条曲线可知,在实验研究的烟气流速范围内,当烟气流速相同时,对烟气中脱除效果最好的是 。
(5)自然界中消耗二氧化碳的途经有 (写一种即可)。
(六)调查家用燃料的变迁与合理使用
6.某兴趣小组开展“调查家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动。
任务一:调查家用燃料变迁
(1)写出甲烷燃烧的化学方程式 。
任务二:了解燃料合理使用
【任务1】认识如何使燃烧更加充分
(2)燃烧柴草时,通常要架空柴草,使其燃烧得更旺,其中的原理是 。
(3)在家庭中使用这几种燃料时,如果通风不畅,都会产生有毒的气体而使人中毒,调查中还发现有的燃气灶火焰发黄、锅底发黑,根据探究所得,他们给出调节建议,将燃气灶的进风口 (填“调大”或“调小”),从而成功解决了问题。
【任务2】理解燃料变化的意义
【查阅资料】1kg燃料完全燃烧时放出的热量如表所示:
燃料
柴草
煤
石油气
天然气
热量(kJ/kg)
12
29
40~45
45~50
充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生的质量如图所示。
(4) 综上,总结家用燃料从煤变迁到天然气的优点是 (写出一点即可)。
(七)垃圾的分类与回收利用
7.随着经济和社会的发展,如何处理垃圾已成为事关人居环境和生态安全的重要问题。兴趣小组的同学对居民接触的垃圾、垃圾分类、垃圾的回收利用、垃圾回收利用的意义等展开了项目式问题探究。
任务一:了解居民接触的垃圾
【调查研究】同学们通过走访调查得知,生活中居民接触的垃圾有废旧报纸、旧衣物、金属易拉罐等。
【反思交流】
(1)金属之所以能够加工成易拉罐,主要利用的其物理性质是 。
任务二:认识垃圾的分类
【查阅资料】按照《生活垃圾分类制度实施方案》,各地可以因地制宜选择确定厨余垃圾、可回收物等分类的类别,但对于有害垃圾,各地必须强制分类。
【模型构建】生活垃圾多种多样,其简单分类及处置方式如下。
【分析讨论】
(2)使用过的废旧电池属于 垃圾,进入焚烧发电厂的其他垃圾应具有的性质是 。
任务三:了解垃圾的回收利用
【提出问题】黄色废旧金属中是否含有黄铜?
【查阅资料】黄铜呈黄色,其主要成分是铜、锌。
【进行实验】
(3)小组同学设计如下实验进行探究。
实验步骤
实验现象
实验结论
①将废旧黄色金属清洗、打磨、粉碎处理后,滴加足量
产生气泡
废旧黄色金属中含有黄铜
②将①中剩余的固体清洗干净,放入试管中,向其中滴加足量硝酸银溶液
【批判质疑】
(4)有同学对上述结论产生了质疑,理由是 。同学们在老师的帮助下,用仪器测出废旧黄色金属中确实含有黄铜。
(5)步骤②中发生的反应的化学方程式为 。
任务四:探讨垃圾回收利用的意义
【成果分享】
(6)同学们通过上述探究,学到了垃圾处理的相关知识,强化了垃圾分类与回收利用的意识。请你从环境效益、社会效益或经济效益中任选一个角度分析垃圾回收利用的意义: 。
(八)海洋资源的综合利用与制盐
8.化学兴趣小组的同学们利用寒假时间,通过参观场馆、采访专家、实验模拟等形式,就“海洋资源的综合利用”展开了项目式学习。
活动一:认识海洋资源。
【查阅资料】
(1)海洋除蕴含着丰富的水资源外,还可为人类提供的资源是 (写一种)。
(2)海水中的氯、钠、镁、钾、溴等11种 (填“元素”“原子”或“单质”)占海水所溶解物质总质量的99.8%以上,从中可以提取50多种化学物质。
活动二:了解海水淡化。
【采访专家】同学们了解蒸馏法和膜分离法(如图1)是两种常用的海水淡化方法。图中,加压后钠离子、镁离子等不能通过反渗透膜。
【交流心得】
(3)将海水蒸发淡化的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(4)淡化后的海水属于软水,其中可溶性钙、镁化合物的含量 (填“增大”“减小”或“不变”)。
活动三:模拟海水晒盐。
海水晒盐的目的是从海水中获取NaCl。同学们在实验室中用海水样品模拟海水晒盐。
【实验模拟】取少量海水进行过滤。将过滤后的海水倒入蒸发皿中,点燃酒精灯加热海水,同时用玻璃棒不断搅拌。
【实验分析】同学们利用海水中两种主要物质的溶解度表对海水晒盐的过程进行分析。
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
NaCl
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
39.8
CaCl2
30.1
37.8
51.7
103.3
111.0
120.1
(5)海水晒盐利用的原理是 结晶。
(6)若将海水完全蒸干反而不利于获取氯化钠,原因是
。
活动四:从粗盐中制取精盐。
海水晒盐得到的盐为粗盐,同学们对模拟实验得到的粗盐进行了提纯。如图2所示为粗盐提纯实验的部分操作。请回答下列问题。
(7)如图2所示的操作中,粗盐提纯的正确操作顺序为 (填序号)。
(8)蒸发过程中玻璃棒的作用: 。
(9)操作D中称取10.0g粗盐,将粗盐逐渐加入盛有10mL水的烧杯中,边加边用玻璃棒搅拌,直到粗盐不再溶解为止,称得未溶解的粗盐的质量为2.0g,最终得到精盐的质量为6.4g,该实验精盐的产率是 。
(10)若100g5%的氯化钠溶液通过蒸发溶剂浓缩为浓度为10%的溶液,需要蒸发水的质量为 。
(九)探究土壤酸碱性对植物生长的影响
9.兴趣小组以“土壤酸碱性形成原因以及对植物生长的影响”为主题开展了项目式研究。
【任务一】测定土壤的酸碱度及对作物的影响
取我市某区3份不同地方土样,干燥后分别与自来水按的质量比混合,操作如下图所示。测得三个土样的pH分别为5.1、5.2、5.3
(1)我市的土壤呈 (填“酸性”“碱性”或“中性)。
(2)纱布相当于过滤器中的 (填实验材料名称)。请指出该实验中不够严密的操作 (写一点)。
(3)兴趣小组想用该土壤种植些花卉绿植,不同植物主长适应pH范围如下表,其中适合种植的是 。
花卉种类
兰花
菊花
君子兰
仙人掌
适宜生长的pH范围
5.0~6.0
5.5~6.5
6.0~7.0
7.5~8.0
(4)模拟不同酸碱度土壤对植物生长的影响:项目小组分别在5个烧杯中倒入不同pH溶液50mL,保持其他条件一致,放入8粒大小一样的绿豆,观察记录,数据如图。由图可知,土壤 时,绿豆生长状况最好。
【任务二】酸性土壤形成的原因及改良
(5)长期施用一些化肥会造成土壤酸化,以化肥(NH4)2SO4为例:(NH4)2SO4 +4O2===2HNO3+2H2O+H2SO4,兴趣小组利用所学知识,认为可以加入熟石灰来改良已酸化的土壤,请你写出此举的反应原理:
_______________________________________________(用化学方程式表示,写出一条即可)
(6)用适量的石灰石粉末改良上述土壤的原理如下图
说明石灰石中的把土壤颗粒上吸附的 (填离子符号)交换下来。
(十)调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用
10.研究小组开展“我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用”主题学习活动。
活动一 我国航天科技领域中的新型材料
(1)嫦娥五号探测器使用的材质包含铝合金,铝合金属于 (填“合成材料”或“金属材料”)。
(2)我国计划在2030年前后实施“天问三号”火星采样返回任务。假如你是工程师,你认为火星采样返回器(如图1)的材料需具备的特点是 (写一个)。
活动二 我国航天科技领域中的新型能源
(3)长征系列运载火箭的第一、二子级火箭多数采用偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)作为燃料和助燃剂,在点火时反应生成氮气、二氧化碳和另外一种氧化物,该反应的化学方程式为 。火箭发动机运行简示图如图2所示,燃料和助燃剂需要高压氦气推动,经阀门A、B后形成高压气态混合物再点燃,目的是 。
(4)长征系列运载火箭的第三子级火箭采用液氢液氧环保型推进剂作为动力来源。某种光分解水制氢制氧的循环反应过程如图3所示。
①循环反应Ⅱ的化学方程式是 。
②液氢液氧推进剂被称为“环保型推进剂”的原因是 。
(5)天和核心舱的能量主要来自柔性太阳电池翼,太阳能电池除给设备供电外,多余的电能可向蓄电池组充电,该过程中能量转化为太阳能→电能→ 。
参考答案
1.(1)b
(2)臭氧
(3)t1~t2
(4)C
(5)绿色出行,如步行或乘坐公共交通工具
2.(1)①1 8 ②H2 2O2-
(2)①B C ② 2H2+O2 2H2O
(3)质子没画在原子核的内部
3.(1)疏松多孔 不会
(2)水质差 加热煮沸(合理即可)
(3)①8:1 ②BD
(4)①增大反应物的接触面积,加快反应速率 CO2
②除去表面的杂质
③2MnCO3+O22MnO2+2CO2
4.(1)长颈漏斗
(2) AE 浓硫酸
(3)2KClO3 2KCl+3O2↑
(4)氢气不纯时会发生爆炸 将燃着的酒精灯靠近b口,若发出的声音很小,则说明空气已排尽
(5)NH4Cl (6)2CaO2+2H2O=== 2Ca(OH)2+2O2↑
5.(1)太阳能、氢能等(合理即可)
(2)金属
(3)B
(4)氨基乙酸钾
(5)光合作用(合理即可)
6.(1)
(2)增大可燃物与氧气的接触面积
(3)调大
(4)热值高(产生SO2少,污染小)
7.(1)延展性
(2)有害 可燃性
(3)稀盐酸 溶液由无色变为蓝色,有银白色固体析出
(4)若废旧金属中含有其他活泼金属,步骤①中也会产生气泡
(5)Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag
(6)可以保护环境
8.(1)化学资源或矿产资源、动力资源、生物资源等
(2)元素
(3)物理
(4)减小
(5)蒸发
(6)若将海水完全蒸干,氯化钙等杂质会留在所得氯化钠固体中,导致得到的盐不纯,增加了分离它们难度和成本
(7)DACB
(8)搅拌,防止局部温度过高,造成液滴飞溅
(9)80%
(10)50g
9.(1)酸性
(2)滤纸 用自来水配制土壤浸取液
(3)兰花、菊花
(4)8
(5)H2SO4+Ca(OH)2=== CaSO4+2H2O[或2HNO3+Ca(OH)2=== Ca(NO3)2+2H2O]
(6)Al3+
10.(1)金属材料
(2)硬度大
(3) 增大反应物接触面积,使反应更快更充分
(4) 反应产物是水,无污染
(5)化学能
学科网(北京)股份有限公司
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