内容正文:
从真题到模型 探秘“气肥袋”
——实验探究专题突破
控释剂
释放剂
初探气肥 数字助力
环节一
【小组实验】检验气肥袋中生成的气体
实验图示
数字化实验
数字化实验
连续的数字变化,肉眼无法精准感知的现象
2025年∙广西
约647字,3图3表,7问 8分
2025年∙山东省统考
约707字,2图1表,6问 11分
2025年∙日照市中考
约657字,2图,8问 12分
2025年∙山东省统考
约707字,2图1表,6问 11分
2025年∙广西
约647字,3图3表,7问 8分
2025年∙日照市中考
约657字,2图,8问 12分
阅读量大
综合性强
难度大
真题引领 建构模型
环节二
(2025·广西)同学们到某蔬菜大棚基地研学,对吊挂式CO2气肥袋(如图所示)产生了浓厚的兴趣,并对气肥袋开展了一系列探究。
查阅资料:吊挂式CO2气肥袋中含有两包试剂,分别是盐和酸,将二者放入带气孔的吊袋中混合即可使用。
I.试剂的选择
(1)实验室提供了盐酸、硫酸、碳酸钙、碳酸氢铵等四种试剂。
已知:2NH4HCO3 +H2SO4 = (NH4)2SO4+2CO2↑+2H2O
NH4HCO3 + HCl = NH4Cl + CO2↑ + H2O
同学们根据所提供的试剂,设计了如下的组合方案。
方案序号 A B C D
组合 盐酸+碳酸钙 硫酸+碳酸钙 盐酸+碳酸氢铵 ___________
D方案的试剂组合是 。同学们排除了B方案,因为该方案不利于CO2的制取。
维度1.寻找物质
数学排列组合
物质分类
(2025·广西)同学们到某蔬菜大棚基地研学,对吊挂式CO2气肥袋(如图所示)产生了浓厚的兴趣,并对气肥袋开展了一系列探究。
查阅资料:吊挂式CO2气肥袋中含有两包试剂,分别是盐和酸,将二者放入带气孔的吊袋中混合即可使用。
I.试剂的选择
(1)实验室提供了盐酸、硫酸、碳酸钙、碳酸氢铵等四种试剂。
已知:2NH4HCO3 +H2SO4 = (NH4)2SO4+2CO2↑+2H2O
NH4HCO3 + HCl = NH4Cl + CO2↑ + H2O
同学们根据所提供的试剂,设计了如下的组合方案。
方案序号 A B C D
组合 盐酸+碳酸钙 硫酸+碳酸钙 盐酸+碳酸氢铵 ___________
D方案的试剂组合是 。同学们排除了B方案,因为该方案不利于CO2的制取。
维度2.分析原理
❓
CaCO3 +H2SO4 = CaSO4(微溶)+CO2↑+H2O
CaCO3 +2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
碳酸盐或碳酸氢盐与酸反应生成二氧化碳
寻找物质
真题引领 模型建构
分析原理
联系已有知识
设计方案
可行
最 佳
速率
产量
成本
环保
......
【盐的选择】
(2)同学们选择A、C方案用如图所示装置进行实验探究。
编号 实验操作 实验现象
a 将________________、50mL溶质质量分数为5%的盐酸放入装置内 产生气泡,
气球变大
b 将2.0g碳酸氢铵粉末、50mL溶质质量分数为5%的盐酸放入装置内 迅速产生大量气泡,气球变得更大
①补全实验a的内容: 。
②实验说明,使用碳酸氢铵效果更佳,理由是 。
2.0g碳酸钙粉末
物质种类
固体的质量和形态
液体的体积和浓度
实验图示
【小组实验】对比两种盐的效果
分工合作
1号:总指挥,发言人
2号、3号:实验员
4号、5号:实验员
6号:监督员 记录员,记录现象
将注射器中的酸,注入密封袋中,将密封袋密封。观察现象,并记录
实验
步骤
注意安全
CaCO3或NH4HCO3
稀盐酸
数字化实验
生成88kgCO2,需要碳酸氢铵的费用为 元,其费用比碳酸钙的稍贵。
CaCO3 ~ CO2
100 44
88kg
有同学认为,对盐的选择还需考虑价格因素。同学们调查了这两种盐的价格。
盐 碳酸钙 碳酸氢铵
价格(元/kg) 1.0 1.3
成本
每生成88kg CO2,需要碳酸氢铵的费用为_________元,其费用比碳酸钙的稍贵。
相对分子质量:
CaCO3 100 NH4HCO3 79
200kg
200kg×1.0元/kg =200元
158kg×1.3元/kg =205.4元
差5.4元
205.4
综合(2)(3)考虑,选择碳酸氢铵更合适。
NH4HCO3 ~ CO2
79 44
88kg
158kg
【酸的选择】
(4)盐酸具有挥发性,挥发出的HCl气体会危害植物的生长和人体的健康。因此,选择 更合适。
硫酸
环保
寻找物质
真题引领 模型建构
分析原理
联系已有知识
设计方案
可行
最 佳
速率、产量
成本、环保......
优化设计
II.气肥袋的使用
(5)在使用过程中,同学们发现上图所示的气肥袋有缺陷,于是设计了如图所示的气肥袋。改进后的气肥袋主要优点有_________________________________(写出一点即可)。
便于控制反应速率
装置改进
试剂改进
实验问题
碳酸氢铵反应速率太快、持续时间短
真实产品
添加缓释剂、开孔控制、光照响应......
(6)使用后,气肥袋中的废液应回收利用,列举出其中一种用途 ________________________。
作氮肥浇花(合理即可)
废液处理再利用
III.反思评价
依据以上探究,制取物质需考虑反应进行的可能性、成本高低以及产物利用等因素。
维度5.处理利用
变废为宝,绿色化学
环保
进一步降低成本
2NH4HCO3 +H2SO4 = (NH4)2SO4+2CO2↑+2H2O
模型 气肥袋
寻找物质 反应物:酸(盐酸、硫酸)、盐(碳酸钙、碳酸氢铵)
生成物:CO₂
分析原理 反应:碳酸盐/碳酸氢盐与酸反应生成 CO₂
设计方案 设计:控制变量对比A和C
评价:速率 产气量 成本 环保......
结论:NH₄HCO₃(快、气多)+ H₂SO₄(不挥发、副产氮肥)
优化设计 控制:改进装置、试剂释放速率
真实产品调控:袋身开孔、缓释剂、光照响应......
处理利用 废液利弊:利:作氮肥。弊:污染、浪费
要处理再利用,进一步降低成本
整理归纳
寻找物质
真题引领 模型建构
分析原理
联系已有知识
设计方案
可行
最 佳
速率、产量
成本、环保......
优化设计
装置、试剂改进
处理利用
再利用
迁移应用 模型深化
环节三
2025年∙山东省统考
约707字,2图1表,6问 11分
模型应用
模型 气肥袋 暖身贴
寻找
物质 反应物:酸(盐酸、硫酸)、盐(碳酸钙、碳酸氢铵) 生成物:CO₂ 反应物:
生成物:
分析
原理 反应:碳酸盐/碳酸氢盐与酸反应生成 CO₂ 反应:
设计
方案 设计:控制变量对比A和C、数字化
评价:速率 产气量 成本 环保......
结论:NH₄HCO₃(快、气多)+ H₂SO₄(不挥发、副产氮肥) 设计:
评价:
结论:
优化
设计 控制:改进装置、试剂释放速率
真实产品调控:袋身开孔、缓释剂、光照响应...... 控制:
处理
利用 废液利弊:利:作氮肥。弊:污染、浪费。要处理再利用,降低成本 利弊:
迁移应用
2025年∙山东省统考
一道题
一类题
数字助力
迁移应用
真题引领
模型建构
作业:
1.命题挑战:
为气肥袋、暖身贴两道题各设计 2 个新问题,下节课交流展示;
2.讲题挑战:
从导学案的 4 道中考题中任选 2 道,用探究模型分析,下节课请你主讲。
敬请各位专家、老师们
批评指正!
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