内容正文:
中考化学·项目式探究压轴大题
探究一 农家草木灰的妙用与贝壳变肥料的探究
某化学兴趣小组开展“传统农家肥料制备与应用”项目式学习,围绕煅烧贝壳、草木灰展开系列探究,过程如下。
【查阅资料】
① 贝壳主要成分为碳酸钙,高温煅烧可生成氧化钙;
② 草木灰主要成分为碳酸钾,水溶液呈碱性,是农家常用钾肥;
③ 氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能与碳酸钾发生复分解反应。
任务一:探究煅烧贝壳后固体的成分
小组取贝壳高温煅烧,冷却后得到白色固体,对其成分进行探究。
【提出猜想】
猜想1:全部为氧化钙
猜想2:氧化钙和碳酸钙的混合物
1. 取少量煅烧后的固体于试管中,加入适量水,触摸试管外壁发烫,说明固体中含有________。
2. 向上述溶液中滴加无色酚酞溶液,溶液变为红色,证明溶液呈________性。
3. 另取少量固体于试管中,加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生,发生反应的化学方程式为________________________________,由此证明猜想________成立。
任务二:探究草木灰浸出液的化学性质
将草木灰加水充分搅拌,过滤得到草木灰浸出液。
1. 取少量浸出液,滴加稀盐酸,产生气泡,说明草木灰中含有碳酸根离子。写出反应的化学方程式:________________________________。
2. 草木灰不能与氯化铵等铵态氮肥混合施用,原因是________________________________。
任务三:贝壳灰与草木灰混合制备钾肥及废液处理
将煅烧贝壳得到的固体加水制成石灰乳,再与草木灰浸出液混合,充分反应后过滤,得到白色沉淀和无色滤液。
1. 石灰乳与草木灰浸出液反应的化学方程式为________________________________。
2. 过滤后得到的滤液中一定含有的溶质是________,该物质可用于去除油污。
任务四:环保评价与废液处理
实验结束后剩余废液呈碱性,直接排放会污染土壤。请写出一种简单、环保的处理方法:________________________________。
【项目总结】
通过本次探究可知,传统农家利用贝壳、草木灰制备肥料,既利用了化学原理,又实现了废物利用,体现了绿色化学思想。
探究二 贝壳制生石灰改良土壤与草木灰综合应用探究
某化学学习小组以传统农业改良土壤、自制农家钾肥为主题开展项目式探究活动,围绕贝壳煅烧、草木灰性质及废液回收利用展开完整探究。
【查阅资料】
① 贝壳、蛋壳主要成分是碳酸钙,高温煅烧可分解生成氧化钙;
② 氧化钙遇水生成氢氧化钙,可改良酸性土壤;
③ 碳酸钾溶液呈碱性,能与氢氧化钙反应生成沉淀;
④ 碱性废液直接排放会造成水体、土壤污染。
任务一:贝壳煅烧制备生石灰及性质检验
1. 小组将洗净的贝壳高温煅烧,该反应的基本反应类型为________。
2. 取煅烧后固体加水搅拌,静置后取上层清液,滴加酚酞溶液,溶液变红,说明溶液呈________性。
3. 若煅烧不充分,固体中会残留未反应的碳酸钙。检验固体中含有碳酸钙的操作与现象是:________________________________。
任务二:草木灰成分检验与肥料性质探究
1. 取草木灰样品加足量水溶解、过滤,得到草木灰浸出液。向浸出液中加入氯化钙溶液,产生白色沉淀,证明草木灰中含有________(填化学式)。
2. 草木灰作为钾肥,主要为植物提供________元素;它不能与铵态氮肥混用的微观原因是________________________________。
任务三:石灰乳与草木灰反应后滤液成分探究
将贝壳制得的石灰乳与草木灰浸出液混合,充分反应后过滤,得到沉淀和无色滤液。
【猜想】滤液中溶质成分
猜想①:只含KOH
猜想②:含KOH和K₂CO₃
猜想③:含KOH和Ca(OH)₂
1. 写出石灰乳与碳酸钾反应的化学方程式:________________________________。
2. 取少量滤液,加入________溶液,无白色沉淀产生,说明滤液中不含氢氧化钙;另取滤液加入稀盐酸,无气泡产生,说明猜想________成立。
任务四:废液回收与绿色环保评价
实验后产生的碱性废液不能直接倾倒。从节约药品、环保处理角度,写出一种合理处理方案:________________________________。
项目反思:传统农业中贝壳制灰、草木灰施肥,是古代劳动人民对化学知识的巧妙运用,既节约成本又绿色环保。
探究三 传统农家草木灰的综合利用探究
某化学小组以农家草木灰的成分、性质、应用为主题开展项目式学习,结合贝壳煅烧产物进行系列探究。
【查阅资料】
① 贝壳高温煅烧可得到氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙;
② 草木灰主要成分为碳酸钾,溶液呈碱性,属于钾肥;
③ 铵态氮肥遇碱性物质会释放氨气,降低肥效。
任务1 草木灰浸出液性质探究
(1)取草木灰加水溶解、过滤,得到无色浸出液,滴加酚酞溶液,溶液变红,说明溶液显______性。
(2)向浸出液中加入氯化钙溶液,产生白色沉淀,说明草木灰中含有______(填化学式)。
任务2 贝壳灰与草木灰的反应探究
将贝壳煅烧产物加水配成石灰乳,与草木灰浸出液混合,充分反应后过滤。
(1)反应的化学方程式为________________________________。
(2)过滤后滤液中一定含有的溶质是________。
任务3 化肥使用与环保
(1)草木灰不能与氯化铵混合施用,原因是________________________________。
(2)实验后的碱性废液直接排放会污染土壤,请写出一种处理方法:________________________________。
任务4 项目评价
草木灰、贝壳灰均为天然物质,成本低、无污染,符合绿色农业理念。
探究四 贝壳煅烧产物变质与草木灰反应后废液探究
小组开展贝壳煅烧固体变质检验、反应后废液溶质探究项目式活动。
【提出背景】
贝壳煅烧后的固体久置在空气中,易与水、二氧化碳反应变质;将其加水制成的石灰水与草木灰浸出液反应后,对滤液成分进行探究。
任务1 检验煅烧贝壳后的固体成分
(1)取固体加水,触摸容器外壁发热,证明固体中含有________。
(2)另取固体加稀盐酸,有气泡产生,说明固体中还含有________。
任务2 反应后滤液成分猜想
石灰水与碳酸钾溶液充分反应后过滤,滤液溶质可能为:
猜想①:只含氢氧化钾
猜想②:氢氧化钾和碳酸钾
猜想③:氢氧化钾和氢氧化钙
(1)写出发生反应的化学方程式:________________________。
(2)取少量滤液,加入碳酸钠溶液,无沉淀产生,说明不含;另取滤液加稀盐酸,无气泡产生,猜想______成立。
任务3 废液循环利用
该废液呈碱性,可用来________________(写一种用途),实现废物再利用。
任务4 反思拓展
氧化钙需要密封保存,原因是________________________________。
探究五 古法制备洗涤碱与农用钾肥探究
我国古代常利用贝壳烧灰、草木灰混合制取碱性物质,用于洗涤、施肥。小组对此开展项目式探究。
任务1 原料性质探究
(1)贝壳煅烧所得固体加水得到的溶液,可用来改良______性土壤。
(2)草木灰中含有钾元素,能促进植物茎秆健壮,属于______肥。
任务2 混合反应与产物检验
将石灰乳与草木灰浸出液混合,过滤得到白色沉淀和滤液。
(1)白色沉淀的化学式为________。
(2)向滤液中滴加硫酸铜溶液,产生蓝色沉淀,证明滤液中含有________(填离子符号)。
任务3 离子除杂与废液处理
若滤液中混有少量碳酸钾,可加入适量________除去杂质,且不引入新杂质。
任务4 农业应用与安全
长期大量使用草木灰会使土壤碱性增强,可施加________改良土壤酸碱性。
任务5 项目总结
传统工艺利用天然物质制备肥料与洗涤剂,体现了化学服务于生活的价值。
参考答案
探究一
1. 氧化钙;碱;CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑;2
2. K₂CO₃+2HCl=2KCl+H₂O+CO₂↑;草木灰显碱性,与铵态氮肥反应生成氨气,降低肥效
3. Ca(OH)₂+K₂CO₃=CaCO₃↓+2KOH;氢氧化钾
4. 加入适量稀盐酸调节至中性后排放(合理即可)
探究二
1. 分解反应;碱;取样于试管中,加入稀盐酸,有气泡产生
2. K₂CO₃;钾;碱性溶液中的氢氧根离子与铵根离子结合生成氨气,降低肥效
3. Ca(OH)₂+K₂CO₃=CaCO₃↓+2KOH;碳酸钠(合理即可);①
4. 加入适量稀盐酸调节至中性后排放(合理即可)
探究三
1. 碱;K₂CO₃
2. Ca(OH)₂+K₂CO₃=CaCO₃↓+2KOH;氢氧化钾
3. 碱性物质与铵态氮肥反应生成氨气,降低肥效;加入适量稀盐酸调节至中性后排放(合理即可)
探究四
1. 氧化钙;碳酸钙
2. Ca(OH)₂+K₂CO₃=CaCO₃↓+2KOH;氢氧化钙;①
3. 去除油污(合理即可)
4. 易与空气中的水、二氧化碳反应而变质
探究五
1. 酸;钾
2. CaCO₃;OH⁻
3. 氢氧化钙溶液
4. 酸性化肥(合理即可)
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