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期末复习专题5　跨学科实践活动
类型一　自制简易净水器
1. 便携式净水器被称为“生命吸管”,如图甲所示,请回答下列问题。
(1) pp棉起的作用是　　　　。
(2) 物质A是一种黑色物质,名称是　　　　。
(3) 纤维超滤膜中纤维之间的孔隙比滤纸中纤维之间的孔隙　　　　(填“更大”“更小”或“相等”)。
(4) 某同学在实验室模拟“生命吸管”净水,如图乙所示,请指出一处错误:　。
2. 某兴趣小组自制简易净水器进行跨学科实践活动,对河水进行净化。
(1) 设计:河水中含有泥沙等不溶性杂质以及色素、异味、矿物质、微生物等。可以通过　　　　(填操作名称)去除泥沙等不溶性杂质。图甲为活性炭吸附后的微观图示,活性炭具有　　　　　　的结构,可以吸附色素和异味分子。
(2) 净化:将饮用水瓶和纱布、活性炭等组合成图乙装置进行水的净化。其中,装置制作较合理的是　　　　(填“A”或“B”)。通过该装置净化后的水　　　　(填“适宜”或“不宜”)直接饮用。
(3) 归纳:① 混合物分离的一般思路和方法是　　　　(将序号排序)。
a. 分析混合物成分b. 找到分离方法c. 寻找成分性质差异
② 自制净水器净水材料的选择需要考虑的因素有　。
(4) 应用:① 模拟自来水厂对水源进行净化:a. 吸附沉淀(用明矾);b. 投药消毒;c. 静置沉淀;d. 过滤等,其合理的步骤顺序是　　　　。
② 图丙是从海水中获取淡水的简易装置。下列说法错误的是　　　　(填字母)。
A. 海水中含有的盐分被蒸发 　B. 该过程中水分子大小发生改变
C. 该过程中用到蒸馏的方法 　D. 获取淡水的快慢与温度有关
类型二　基于特定需求设计和制作简易供氧器
3. (2024·东营)特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢 在老师的指导下,同学们开展了下列活动。
【界定任务】 小英同学认为,首先了解制作简易供氧器的供氧原理再确定制取装置。同学们一致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变化、能量变化、反应速率、制得氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根据　　　　　　　　确定发生装置,根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置。
【建构模型】 老师提供了如图甲所示的实验装置,同学们选择装置用过氧化氢分解和加热高锰酸钾的方法获得氧气。
(1) 仪器a的名称:　　　　　　;仪器b的名称:　　　　　　。
(2) 加热高锰酸钾制取氧气应选择的制取与收集装置是　　　　　　(填字母),用过氧化氢制取氧气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
【模仿改造】 化学制氧机(原理图见图乙)利用过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气,过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。用该制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰,反应仓内有黑色粉末翻腾,变得浑浊,仓壁变得温热,加湿过滤仓底部导管口有气泡冒出。
(1) 加湿过滤仓不仅可以过滤杂质,利用氧气　　　　溶于水的性质,使氧气变得湿润,而且可以根据　　　　　　　　来判断产生氧气的速率。
(2) 写出验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法:　。
(3) 制氧机内部气流采用高压进低压出(即产生的气体在高处聚集,经导管从低处进入加湿过滤仓)的方式,可能的目的有　。
(4) 选择制作简易供氧器的反应原理时,不需要考虑的因素是　　　　(填字母)。
　　　　
A. 原料是否价廉易得 B. 所制气体的性质 C. 反应速率是否适中
D. 实验条件是否易于控制 E. 是否安全、环保
【评价反思】 展示环节,小英同学所在小组制作的简易供氧器(如图丙)得到了大家的好评,并提出如下修改意见:在导管出口处加装一个带有调气阀的鼻氧管,以提高适用性。
类型三　基于绿色化学探究实验室制氧气的原理
第4题
4. 有六种途径可以制得氧气,如图所示:
(1) 途径A、B、C、E、F的基本反应类型都属于　　　　反应。
(2) 途径　　　　(填字母)发生的是物理变化。
(3) 为了使A、F两种途径更快地制取氧气,还需要加入　　　　　　。
(4) 根据“绿色化学”理念和能源角度,途径　　　　(填字母)是实验室制氧气的最佳方法。
5. (2024·宿迁泗阳三模)在工业生产、生活和科学研究中常需选择合适的途径获得氧气。
Ⅰ. 实验室获得氧气。
(1) 实验室常用分解高锰酸钾、氯酸钾或双氧水来制取氧气,制取气体的装置如图甲所示。
① 仪器a的名称是　　　　。
② 用装置B制取氧气的化学方程式为　。
③ 用装置E收集一瓶氧气用于铁丝燃烧,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ. 工业上获得氧气。
(2) 工业上利用渗透膜法制取氧气。原理是利用膜材料对气体分子的选择性渗透作用在一定压力下,让空气通过渗透膜进行分离,其过程如图乙所示。
① 空气通过渗透膜时,氧分子渗透速率　　　　(填“>”“<”或“=”)氮分子渗透速率。
② 将通过渗透膜的气体收集在集气瓶中,并将燃着的木条伸入集气瓶中,可能会观察到的现象是　　　　　　　　。
Ⅲ. 空间站获得氧气。
(3) 空间站获得氧气的备用途径之一是携带加压氧气罐。试从微观角度分析,氧气可压缩储存于氧气罐中的原因:　。
类型四　基于碳中和理念设计低碳行动方案
6. (社会热点)我国力争2060年前实现“碳中和”,为此化学小组的同学开启了“低碳行动”项目式学习之旅。
任务一:认识自然界中的碳循环。
(1) 图中箭头表示碳的输送途径,关于碳循环的说法正确的是　　　　(填字母)。
　　　
A. 途径①消耗空气中的氧气
B. 途径②白天消耗CO2的量比夜晚少
C. 途径③中的化石燃料为可再生能源
任务二:了解二氧化碳消耗的途径。
(2) 碳捕捉:实际生产中常采用足量的氢氧化钠溶液来“捕捉”二氧化碳(已知:氢氧化钠与氢氧化钙的化学性质相似),原理是　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。
(3) 碳转化:利用二氧化碳资源开发化工原料、合成化工产品,有着广阔的前景。二氧化碳与氨气在一定条件下可以合成尿素[CO(NH2)2],同时生成水,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
任务三:制定低碳行动方案。
(4) 列举一例符合低碳理念的行为:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
7. (2023·青岛)我国提出努力争取在2060年前实现“碳中和”,充分体现了解决气候问题的大国担当。“筑梦”活动小组同学开展了“低碳有我”实践活动,请回答下列问题。
【活动一】 调查碳循环。
(1) 观察图甲,自然界中消耗二氧化碳的途径有　　　　　　　　　　　　　　　　(写一条)。
(2) 基于“碳循环”视角,实现“碳中和”可以从两方面进行:① 减少碳排放;② 　　　　　　　。
(3) 调查发现,我国的碳排放80%以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响,下列措施不可行的是　　　　(填字母)。
A. 严禁使用化石燃料 B. 改进技术,提高能效
C. 捕集能源使用过程中生成的二氧化碳,进行封存处理
【活动二】 探究碳“捕捉”。
根据二氧化碳的性质,可以用水和碱溶液“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果,小组同学设计如图乙所示实验,装置a端连接压力传感器,测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图丙所示(已知:氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液都属于碱溶液且两者化学性质相似)。
(4) 图乙中,A、B、C中注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液,X的数值为　　　　;分析图丙可知“捕捉”二氧化碳效果最好的是　　　　(填装置字母),图乙装置B中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5) “碳封存”技术也是实现“碳中和”的重要途径之一。某实验基地通过一定技术将二氧化碳压缩存入地下,实现二氧化碳的封存。从微观角度分析,这一技术能够实现的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【活动三】 计算碳“转化”。
(6) 基于元素守恒,小组同学推测可以将二氧化碳转化为更具价值的物质,实现二氧化碳的再利用。我国科学家在利用二氧化碳直接合成乙醇(C2H5OH)的研究上已取得重大突破,其转化的化学方程式为2CO2+6RC2H5OH+3H2O,其中R的化学式为　　　　。 如果用此方法处理44kg二氧化碳,使其完全反应,那么生成乙醇的质量为　　　　。
【活动四】 聚力助低碳。
(7) 实现“碳中和”需要世界各国的共同关注和努力。中国已积极采取多种措施,如调整能源结构,开发使用新能源等,请写出一种新能源:　　　　。
　跨学科实践活动
1. (1) 过滤　(2) 活性炭　(3) 更小　(4) 液体没有用玻璃棒引流(或漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁)　2. (1) 过滤　疏松多孔　(2) A　不宜　(3) ① acb　② 材料的质量和耐用性(或材料对人体无害等合理答案均可)　(4) ① cadb　② AB　3. 【界定任务】 反应物状态和反应条件　【建构模型】 (1) 锥形瓶　水槽　(2) AC(或AE)　2H2O22H2O+O2↑　【模仿改造】 (1) 不易　产生气泡的快慢　(2) 将带火星的木条放在加湿过滤仓上方导管口,若木条复燃,证明为氧气　(3) 使得到的氧气充分润湿(合理答案均可)　(4) B　4. (1) 分解　(2) D　(3) MnO2　(4) A　5. (1) ① 长颈漏斗　② 2KClO32KCl+3O2↑　③ 用排水法收集的氧气更纯,且便于在集气瓶底留少量水　(2) ① >　② 木条燃烧更旺　(3) 氧分子之间有间隔　6. (1) A　(2) 2NaOH+CO2Na2CO3+H2O　(3) CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O　(4) 随手关灯(合理答案均可)
7. (1) 绿色植物的光合作用(合理答案均可)　(2) ② 增加二氧化碳消耗　(3) A　(4) 30　C　Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O　(5) 分子间有间隔　(6) H2　23kg　(7) 太阳能(合理答案均可)　解析:(6) 由化学方程式2CO2+6RC2H5OH+3H2O可知,反应前已知的碳、氢、氧的原子个数分别为2、0、4,反应后碳、氢、氧的原子个数分别为2、12、4,根据反应前后原子种类、数目不变,可知6个R分子中含有12个氢原子,则每个R分子由2个氢原子构成,R的化学式为H2。设生成乙醇的质量为x。
+6H2+3H2O
=　x=23kg

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