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(共29张PPT)
第16讲　跨学科实践活动
考点四 化学与社会·跨学科实践
2024年中考复习专题
8.制作模型并展示科学家探索
物质组成与结构的历程
7.海洋资源的综合利用与制盐
6.探究土壤酸碱性对植物
生长的影响
5.垃圾的分类与回收利用
4.基于碳中和理念设计低
碳行动方案
3.水质检测及自制净水器
2.基于特定需求设计和制作
简易建议供氧器
1.微型空气质量“检测站”
的组装与使用
9.调查我国航天领域中新型材料、
新型能源的应用
跨学科实践活动
(2023吉林)化学实验也要“数字化”。利用氧气浓度传感器,进行如下实验。
(1)如图甲所示,打开传感器开关,实验进行
至170秒时绘制出图乙中曲线AB段,接下来
用手给塑料瓶外壁加热130秒左右,绘制出
曲线BC段、对比曲线AB段和BC段,分析
推理氧分子具有的特征是__________________________________________。
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1.微型空气质量“检测站”的组装与使用
在加热条件下,温度升高,氧分子运动的速率加快
(2)300秒时松开双手,停止加热。立即倒转使瓶口向下,绘制出曲线CD段。
观察到氧气浓度比曲线AB段降低较快,
分析推理氧气具有的物理性质是
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_________________________________
________________。
停止加热后,瓶子倒转,此时氧气浓度传感器位于上端而瓶口朝下,CD段氧气浓度远远小于AB段,说明此时的氧气分子向瓶口位置运动了,故证明氧气的密度比空气的大
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(2023四川成都)学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式为2Na2CO3·3H2O2,相对分子质量为
314,白色固体)和二氧化锰。制氧过程的反应为2(2Na2CO3·3H2O2) 4Na2CO3+6H2O+3O2↑,该反应为放热反应。
2.基于特定需求设计和制作简易建议供氧器
【活动一】认识制氧机
(1)观察窗的作用是________________________________。
(2)加湿仓的作用是_________________________。
洗气,使氧气具有一定的湿度
观察是否有气泡和产生气体
的快慢
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【活动二】选择制氧剂
实验一:过氧化氢
小组设计了图乙实验装置,用表中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水,锥形瓶中加入0.2 g MnO2,注入溶液,记录并处理20 min内数据(如图丙)。
编号 浓度/% 体积/mL
① 5 9.11
② 15 2.89
③ 25 1.66
④ 30 1.37
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(3)检查图乙装置气密性的操作是________________________________________________________________。
(4)反应的化学方程式为_______________________。
(5)④比③产氧量少,可能的原因是____________________________。
编号 浓度/% 体积/mL
① 5 9.11
② 15 2.89
③ 25 1.66
④ 30 1.37
堵住末端导管口,将注射器活塞拉动到一定位置,松开手后,活塞回到原位置
反应放出大量热,使反应物减少
2H2O2 2H2O+O2↑
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实验二:过碳酸钠
往锥形瓶中加入a g过碳酸钠、0.2 g MnO2和9.11 mL水,待反应完全后收集到约159.1 mL水(产生氧气的量与上表中药品得到氧气的最大量相等)。其他药品质量不变,再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20 min内数据(如图丁)。
(6)a=____。(氧气的密度为1.43 g/L,
忽略其他因素的影响)。
(7)由图丁可得出的结论是___________
_____________________________。
1.4
过碳酸钠的
产氧速率随加水量的增加而增大
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【活动三】制作供氧器
(8)综合分析,选用过碳酸钠作制氧剂的理由是_______________________________。
(9)学习小组利用身边物品自制了如图戊所示的简易供氧器。与真实产品对比中,形成的观点不正确的是____(填字母)。
A.产氧和洗气装置组合不用一体化
B.内部气体流向采用高进低出方式
C.特定需求是选择制氧方法的重要依据
D.制氧机要符合美学、工程、安全等标准
A
便于携带,能持续平稳地提
供氧气
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(2023北京)小组同学在实践活动中制作了如图所示的简易净水器,并用其净化浑浊的河水。
(1)活性炭的作用是_____________________。
(2)得到的水属于______(填“混合物”或“纯净物”)。
3.水质检测及自制净水器
吸附水中的色素和异味
混合物
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4.基于碳中和理念设计低碳行动方案
(2023辽宁丹东)首届上海国际碳中和博览会于2023年6月11日至14日在上海国际会展中心举办。碳中和是指在规定时间内,CO2的人为移除与人为排放相抵消。
(1)大气中CO2过多会导致_________的加剧。
(2)下列是常用的碳中和方案。
①碳捕集:应选择____(填“酸”或“碱”)性试剂吸收捕集CO2。
温室效应
碱
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某废旧电器中含有锌、铜、镍(Ni)三种金属,兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍,做了如下的探究。
已知:硫酸镍(化学式为NiSO4)能溶于水。
实验一:探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序,提出了以下猜想。
猜想一:Zn>Ni>Cu;猜想二:Zn>Cu>Ni;猜想三:__________。
5.垃圾的分类与回收利用
Ni>Zn>Cu
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②碳循环:为降低CO2含量,科学家正在研究一种新型“人造树叶”,它能吸收空气中的CO2并转变为乙醇(乙醇的化学式为C2H5OH),该反应的化学方程式为2CO2+3H2O C2H5OH+3X,则X的化学式为____。
③碳替代:选用氢气作为碳替代能源的理由是__________________;氢气可以采用电解水的方法制得,电解水的化学方程式是___________________;还可以作为碳替代能源的有______________(答一种即可)。
(3)低碳生活从我做起。下列行为有利于实现碳中和的是_____(填字母)。
A.双面使用纸张 B.植树造林 C.露天焚烧垃圾
O2
生成物是水,无污染
风能(合理即可)
AB
2H2O 2H2↑+O2↑
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【进行实验】兴趣小组进行了如下的实验,请完成实验报告。
实验步骤 实验现象 解释与结论
取三支试管,分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸,然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中 锌片表面产生的气泡较快;镍片表面产生的气泡较慢;铜片无明显现象 猜想一正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是
_____________________
Ni+H2SO4 NiSO4+H2↑
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实验二:从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。
步骤①中得到的A是_________。
步骤②中生成C的化学方程式是
_______________________。
【反思评价】合理开发城市“金属
矿山”的意义是________________
______________________(答一条即可)。
铜(或Cu)
节约金属资源,减少
对环境的污染(合理即可)
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Zn+NiSO4 ZnSO4+Ni
（2023广东)【科学探究】耕地盐碱化影响粮食安全,盐碱地综合治理与利用可促进农业高质量发展,兴趣小组开展了与土壤盐碱化相关的探究活动。
(1)成因:由农业灌溉或化肥施用引起的土壤盐碱
化如图所示,当进入土壤中盐的量超出植物的吸
收能力时,随着水分蒸发,__________导致土壤盐碱化。
(2)检测:配制土壤样品浸出液、用_______________测定,若pH>7,则浸出液显碱性。
6.探究土壤酸碱性对植物生长的影响
残留的盐
pH试纸(或pH计)
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(3)探究:某地土壤盐碱化可能由Na2CO3、Na2SO4中的一种或两种引起,教师提供模拟盐碱化土壤样品浸出液。
【查阅资料】BaCl2易溶于水;BaCO3为白色固体,难溶于水;BaSO4为白色固体,难溶于水和盐酸。
【提出问题】样品中的钠盐是什么
【作出猜想】猜想1:Na2CO3 ;
猜想2:_______;
猜想3:Na2CO3和Na2SO4
Na2SO4
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实验序号 操作 现象 结论
1 向A中滴加少量BaCl2溶液 产生白色沉淀 含Na2SO4
2 向B中滴加过量稀盐酸 __________ 含Na2CO3
【实验探究】取少量浸出液分别加入试管A、B中:
【分析评价】有同学认为实验1结论不够严谨,理由是________________________________ (用化学方程式解释)。
产生气泡
BaCl2+Na2CO3
BaCO3↓+2NaCl
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实验序号 操作 现象 结论
3 向实验2反应后的溶液中滴加少量BaCl2溶液 _________ __________ 猜想3成立
【补充实验】
(4)交流:应对土壤盐碱化的合理措施有___(多选,填字母)。
a.合理施肥 b.引海水灌溉 c.用熟石灰改良 d.种植耐盐碱作物
产生白
色沉淀
ad
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海水中含有丰富的资源,已知海水中主要含有NaCl,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4、泥沙等杂质,某兴趣小组利用除去泥沙后的海水制取烧碱和HCl的流程如图所示。
7.海洋资源的综合利用与制盐
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(1)步骤①中为了除去海水中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4杂质,需在海水中加入过量的除杂试剂,所用的除杂试剂为:①Na2CO3溶液、②BaCl2溶液、③NaOH溶液,下列试剂添加顺序合理的是____(填字母)。
A. ①③②　　　B. ③②①　　　C. ①②③
(2)沉淀A的成分中除去泥沙后属于盐的物质有________________________(填化学式)。
(3)在步骤②中应向溶液A中滴加适量稀盐酸(填试剂名称),目的是除去________________(填化学式)。
(4)已知气体A是一种绿色能源,则气体B的化学式为____。
B
BaSO4、CaCO3、BaCO3
NaOH、Na2CO3
Cl2
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（2023山东潍坊)镁被誉为“国防金属”,在航空母舰、舰载机,导弹等武器中应用广泛。某化学学习小组观察镁与硫酸铜溶液反应时,产生大量无色气体,同时有蓝绿色不溶物和棕褐色不溶物生成。学习小组对生成物展开以下探究:
(1)【实验一】探究无色气体的成分
【查阅资料】部分盐溶于水后,能与水分子作用解离
出H+或OH-,使溶液显酸性或碱性。
【作出猜想】根据文献资料和元素守恒,对气体成分
作出如下猜想:猜想1:SO2;猜想2:O2;猜想3:____。
8.制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程
H2
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实验步骤 实验现象 实验结论
①扇闻导管口气体的气味 无明显气味 猜想1不成立
②________________________ 带火星的木条不复燃 猜想2不成立
③用燃着的木条靠近肥皂泡 肥皂泡破裂,燃烧,发出爆鸣声 猜想3成立
【深化探究】分别测量上述硫酸铜溶液和相同溶质质量分数的硫酸钠溶液的pH,发现硫酸铜溶液的pH=4,硫酸钠溶液的pH=7。
【结论】硫酸铜溶液显酸性,是由_____(填微粒符号)与水分子相互作用的结果;金属镁能与溶液中的H+反应生成H2。
【实验探究】小组成员按图示装置进行实验:
将带火星的木条放在导管口
Cu2+
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(2)【实验二】探究蓝绿色不溶物的成分
【查阅资料】碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]为绿色固体,不溶于水但能溶于酸。
【作出猜想】猜想1:Cu(OH)2;猜想2:Cu2(OH)2CO3;猜想3:Cu(OH)2和
Cu2(OH)2CO3。
【实验探究】向蓝绿色不溶物滴加足量稀硫酸,不溶物溶解,无气泡产生,则猜想______(填数字)错误。
小明同学结合初中所学知识,认为猜想1也不合理,理由是________________________。
2、3
Cu(OH)2能与酸性
物质反应
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【查阅资料】某种碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4]为蓝绿色固体,不溶于水能溶于酸。
【设计实验】请你帮助小明设计方案,验证蓝绿色不溶物中含有Cu2(OH)2SO4。简述实验操作及现象(可供选择的试剂:稀盐酸,稀硫酸,BaCl2溶液)。___________________________________________________________________________________________________________。
先将蓝绿色不溶物溶于足量稀盐酸中,再向其中滴加少量BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明蓝绿色不溶物中含有Cu2(OH)2SO4
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（3)【实验三】探究棕褐色不溶物的成分
【查阅资料】①棕褐色不溶物成分较为复杂,为Cu、CuO和Cu2O中的不确定组成。
②Cu2O不溶于水,能与稀硫酸发生反应:Cu2O+H2SO4 Cu+CuSO4+H2O。
【实验探究】取少量棕褐色不溶物于试管中,滴加稀硫酸至过量,溶液变蓝,试管底部有亮红色固体。
【交流讨论】对棕褐色不溶物成分的推测较多,以下为其中两位同学的讨论:甲同学认为一定有Cu2O,乙同学反对该观点,认为没有Cu2O,而是__________(填化学式),也能产生上述实验现象,理由是________________________________________________________________________(结合化学方程式和必要的文字说明)。
Cu、CuO
CuO+H2SO4 CuSO4+H2O,溶液变蓝,铜不与稀硫酸反应,试管底部有亮红色固体
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（2023江苏苏州)2023年5月30日“神舟十六号”太空飞船成功发射,标志着我国载人航天进入新的发展阶段。
Ⅰ.航天材料
(1)航天员舱外航天服使用的聚氨酯橡胶是_____(填“隔热”或“导热”)材料。
(2)太阳能电池板需要使用铝合金箔片,铝合金能加工成箔片利用了金属的_____性。
9.调查我国航天领域中新型材料、新型能源的应用
隔热
延展
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Ⅱ.生命保障
(3)航天食品中包含牛肉和蔬菜,其中主要为航天员提供维生素C的食品是
_____。
(4)太空舱的氧气主要来自水的电解,电解水反应的化学方程式为__________________。
蔬菜
2H2O
2H2↑+O2↑
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Ⅲ.能源系统
(5)长征2F型火箭使用的推进剂为偏二甲肼和四氧化二氮。
①四氧化二氮(N2O4)中,氮元素的化合价为____。
②偏二甲肼与四氧化二氮反应过程中______(填“吸收”或“放出”)热量。
(6)太空舱使用锂电池。Li可以通过Al与Li2O在高温下发生置换反应得到,该反应的化学方程式为__________________________。
+4
放出
2Al+3Li2O 6Li+Al2O3
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