2026年江苏宿迁市中考化学跨学科实践活动基于绿色化学探究实验室制氧气的原理以及低碳出行

跨学科实践活动3　基于绿色化学探究实验室制氧气的原理 (2024大庆)2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射成功,航天员将在中国空间站完成各项任务。保障航天员的氧气需求至关重要,那么,空间站的氧气从哪里来? Ⅰ.从地球带上去 (1)实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制氧气,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　 　;  工业上选择空气为原料制氧气的主要原因是　　　　　　　　 　。  2KClO3 2KCl+3O2↑ 原料易得(合理即可) 2 (2)分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如图K3-1所示。 浸入液氮一段时间后,试管内产生一定体积的液态空气。取出试管,液态空气沸腾,伸入燃着的木条,木条熄灭,导致木条熄灭的原因是            　 ;  1 min后伸入带火星的木条,观察到木条复燃,导致木条复燃的原因是            　 。  图K3-1 液态氮的沸点比液 态氧的沸点低,氮气先从液态空气中分离出来,且氮气不具有助燃性 氧气后 从液态空气中分离出来,且氧气具有助燃性 (3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去,氮分子不能通过分子筛,从而获得高浓度的氧气。其原理如图K3-2,由此可知两种分子的大小:N2　　　　(填“>”或“<”)O2。  图K3-2 >  Ⅱ.在“天宫”制出来 (4)早期空间站利用二氧化碳和过氧化钠(Na2O2)反应制氧气,同时生成碳酸钠,请写出化学方程式:　 。  (5)空间站内二氧化碳的主要来源是　　　　　　　　　。  (6)科学家设计了生命保障系统,实现了“水—氧—碳”的循环转化。下列叙述正确的是　　　　(填字母)。  a.“水—氧—碳”的循环转化,减少了氧气的携带量,减轻了火箭和飞船的载重 b.若在产生氧气的同时产生其他气体,系统需要对其进行处理 c.人体代谢产物中的水既有气态又有液态,设计系统时应考虑水的冷凝与净化 2Na2O2+2CO2 === 2Na2CO3+O2 航天员的呼吸作用 abc 跨学科实践活动4　基于碳中和理念设计低碳行动方案 化学小组的同学基于碳中和理念设计低碳行动方案。 (1)“寻碳思碳” ①空气中的CO2大部分来自化石燃料的燃烧。下列不属于化石燃料的是 　　　　(填字母)。  a.煤 b.石油 c.天然气 d.氢气 ②要减少空气中的二氧化碳,一种思路是　 　　　　　　　　　　　,另一种思路是增加二氧化碳的消耗。  d 减少二氧化碳的排放(合理即可) 7 (2)“海洋固碳” ①同学们利用如图K4-1甲所示虚拟仿真实验进行探究。将海水注入充满CO2气体的集气瓶中,振荡。若观察到　　　　　　,可证明海水吸收了CO2。 ②小组同学认为该过程中发生了化学变化,涉及反应的化学方程式为            　 。   图K4-1 气球变大 CO2+H2O === H2CO3 (3)“人工控碳” ①同学们设计了一个简易的CO2捕捉器,如图乙所示。 “捕捉器”中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　;“捕捉器”中采用喷淋方式加入NaOH溶液,其优点是　   　 。  ②为探究“捕捉器”内反应后溶液中溶质的成分,某同学设计如下方案:取少量溶液,加入足量石灰水,反应后静置,向上层清液滴加无色酚酞,若发现溶液变红,认为溶质有Na2CO3和NaOH,请改正该错误方案:            　　　　　　　　　　　　　　。  2NaOH+CO2 === Na2CO3+H2O 增大反应物的接触面积,使 反应更快、更充分 将加入足量石灰水改为 加入足量氯化钙溶液(合理即可) (4)“绿植吸碳” 绿色植物可吸收二氧化碳,二氧化碳和水经光合作用转化为葡萄糖(C6H12O6)并释放出氧气。假如某同学家中排放的CO2有22 g被植物吸收,理论上释放氧气的质量为　　　　。  16 g 2.多角度认识物质,能帮助我们更全面了解物质世界,以碳的氧化物为例,回答下列问题。  Ⅰ.认识物质的组成和结构 二氧化碳、一氧化碳组成的相同点:　 　　　　　　　　　;两种物质分子构成的不同点:　　　　　　 　　　　　　　。  都由碳元素与氧元素组成 1个分子中含有的氧原子的数目不同 Ⅱ.认识物质的性质 用U形管完成CO2的性质实验:将干燥的浸有紫色石蕊试液的纱布条每隔 1~2 cm用水湿润,然后将干湿相间的纱布条送入U形管里(如图6-19所示)。 实验1:将一瓶干燥的二氧化碳气体缓慢注入塑料漏斗里,潮湿的石蕊纱布条按照A→B→C→D的方向逐渐变红,而且AB段变红的速率比CD段变红的速率快。潮湿的石蕊纱布条会变红的原因是　　　 　　　　　　(用化学方程式表示);AB段变红的速率比CD段变红的速 率快的原因是　 。  图6-19 CO2+H2O === H2CO3 二氧化碳的密度比空气的大 实验2:等到湿润的纱布条全部变红后,将其从U形管里取出,用电吹风对着纱布条吹热风,红色很快褪去并恢复为紫色的原因是　　　　　　　 　　　。 图6-19 碳酸不稳定,受热易分解 Ⅲ.认识物质的制法 用软塑料瓶自制气体发生装置制取二氧化碳,无纺布包内试剂为            　　　　(写名称),通过捏放瓶身可控制　　　　　　　　　　。  Ⅳ.认识物质的用途 减少二氧化碳排放可以控制温室效应,合理使用二氧化碳为人类造福,二氧化碳的用途有　　　　　 　(填一条)。  大理石(或 石灰石) 反应发生和停止 作气体肥料(合理即可) $