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(共58张PPT)
专题五　跨学科实践活动
以社会热点创设真实情境，培养学生的社会责任感、环保意识；以化学基础知识为中心，跨学科知识为辅助，解决生产、生活中的实际问题。如碳中和与碳达峰、环境污染与净化、某些元素在自然界中的循环、海洋资源的利用、新材料新科技中化学知识的运用等。解决此类问题需要准确提取题干中的信息，结合已知物质的性质得出答案。
微型空气质量“检测站”的组装与使用
一、跨学科实践活动
1.空气质量指数(简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数，其范围是0~50、51~100、101~150、151~200、201~300和300以上，分别对应空气质量级别中的一级(优)、二级(良)、三级(轻度污染)、四级(中度污染)、五级(重度污染)和六级(严重污染)。某日实践小组的同学们跟随环保部门的工作人员利用微型空气质量监测仪测量本市的空气质量，并记录数据如下表所示(1 mg＝1 000 μg)，下列说法不正确的是(　 　)
C
AQI PM2.5/ (μg·m－3) PM10/ (μg·m－3) X/ (mg·m－3) 二氧化氮/ (μg·m－3) 二氧化硫/ (μg·m－3) 臭氧/
(μg·m－3)
55 20 60 0.7 50 8 6
A.污染物X是一氧化碳
B.该日本市空气污染物中含量最少的是臭氧
C.其空气质量属于空气质量级别中的一级
D.可通过使用清洁能源代替煤和石油改善空气质量
基于特定需求设计和制作简易供氧器　
2.(2025·河北)供氧自救器可用于生产生活中遇到有害气体时应急自救，某兴趣小组探究并自制了供氧自救器。
活动Ⅰ：探究供氧自救器
【分析原理】为防止人体吸入有害气体，使用自救器时夹住鼻子，只用嘴呼吸，使气体在“气囊→人体→CO2清洁罐→气囊”间形成循环(如图1所示)。
【交流讨论】
(1)用氧气瓶为人体提供氧气，是因为氧气能供给________。
呼吸
(2)氧气经压缩储存于氧气瓶中，从微观角度分析，氧气可被压缩是因为________________。
(3)CO2清洁罐中填充有CO2吸收剂。小组同学讨论后认为：氢氧化钠和氢氧化钙均可吸收CO2，理由是_______________________________ ___________。资料显示：氢氧化钠比氢氧化钙价格高，且具有强烈的腐蚀性。故实际选用氢氧化钙作CO2吸收剂。
活动Ⅱ：自制简易供氧自救器
小组同学利用化学方法提供氧气，制作简易供氧自救器。
分子间有间隔
氢氧化钠和氢氧化钙均可和二氧化碳反应
【回忆旧知】获取氧气的化学方法：
小组同学经讨论选择了第二种方法。
【设计制作】参照图1所示原理，利用透明塑料板、导管等材料，设计并制作了图2所示的简易供氧自救器(鼻夹、排气阀等未画出)。
【分析讨论】使用时，打开开关a、b，从注液口加入适量过氧化氢溶液，自救器开始工作。
(5)工作时，乙中水的作用是__________________________________ ______________________________________________(写一条)。
(6)关闭开关a可使制氧室中的反应基本停止，其原理是___________ ___________________________________________________________________。
【实践应用】小组同学试用了自制的简易供氧自救器，效果很好。
【反思拓展】
(7)供氧自救器需要科学维护，应定期检查________________(写一条)。
湿润氧气(或观察氧气的输出速率或给氧气降温或除去氧气中的杂质等，答案合理即可)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　关闭开关a，制氧室中压强增大，使过氧化氢溶液和二氧化锰分离，反应基本停止
装置的气密性
水质检测及自制净水器
3.(2025·眉山)饮用水安全与人们的健康息息相关。某化学实践小组开展跨学科实践活动——水质检测及自制净水器。
(1)该小组参观了某自来水厂后，了解到工业生产分离混合物常用的方法之一有__________________________(写一种)。
(2)该自来水厂向水中加入二氧化氯(ClO2)进行消毒，亚氯酸钠(NaClO2)和氯气(Cl2)在一定条件下反应可制得二氧化氯和氯化钠，该反应的化学方程式为____________________________________________。
沉降(或过滤，或吸附)
(3)该小组测定了所取水样的硬度、浊度、微生物含量、酸碱度等指标，其中水样的pH为4.86，该水样呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(4)该小组进一步了解了家用净水器的净水原理后，选用了塑料瓶、蓬松棉、木炭、石英砂、小卵石等物品自制了一个简易净水器。其中木炭能净水的原因是________________________________。
酸性
其结构疏松多孔，有很强的吸附性
基于碳中和理念设计低碳行动方案
4.我国力争在2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指在一定时间内CO2的排放量和吸收量基本相当。
(1)“碳”排放：过量排放CO2，可引起的环境问题是____________ _____；为减少CO2排放，作为中学生应具备责任担当，请写出一条具体做法：______________________________________。
(2)“碳”吸收：自然界有多种途径吸收CO2。绿色植物通过______ ______吸收CO2。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　温室效应加剧
步行或骑自行车上学(答案合理即可)
光合
作用
(3)“碳”利用：超临界CO2是指温度与压强达到一定值时，CO2形成气态与液态交融在一起的流体，其具有可快速制冰、溶解能力强等优点。下列关于超临界CO2流体的说法正确的是______(填标号)。
A.它的化学性质与普通二氧化碳不同
B.它是一种纯净物
C.它的大量使用不会引起环境问题
B
垃圾的分类与回收利用
5.(2025·山西)城市生活垃圾主要分为厨余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和其他垃圾。出现在我们身边的有害垃圾是(　 　)
A.果皮菜叶 B.过期药物
C.废旧报纸 D.陶瓷碎片
B
制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程
6.对原子结构的探究，科学家们提出不同的观点。道尔顿最早提出原子的概念并认为原子是“不可再分的实心球体”，汤姆孙认为原子是“葡萄干面包模型”，卢瑟福进行α粒子散射实验后，认为原子是“行星模型”……
(1)如今看这些观点是不完善的，有的甚至是完全错误的，这体现科学是需要不断完善和修正的过程，对此你还有什么感悟 ____________　_________________________________。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　对科学知识的认识受到当时科技发展水平的限制
(2)科学家通过α粒子散射实验，发现α粒子运动轨迹如图，根据示意图你认为能推测出的原子结构为______(填标号)。
D
探究土壤酸碱性对植物生长的影响
7.(2025·广东节选)探究土壤酸碱性对植物生长的影响
【任务一】调研广东某校劳动基地土壤状况
调查发现有多处土壤结块、不透气。采样后测得土壤平均pH为5.4，说明土壤呈______性。
【任务二】借助AI查找并整理资料
酸
收割水稻后“休耕”一段时间，可再种植玉米实施“轮作”。
【任务三】改良土壤并实施休耕轮作
加入____________(填化学式)调节土壤pH为____________________ ________，引水灌溉，种植水稻。收割水稻后，秸秆还田，休耕一段时间，种植玉米。
粮食作物 适宜的pH范围 适宜的土壤
水稻 6.0~7.0 保水性好
玉米 6.0~7.5 疏松透气
Ca(OH)2
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　6.0~7.0(答案合理即可)
【反思交流】下列说法不正确的是______(填标号)。
a.秸秆还田可提升土壤肥力　　
b.休耕会严重浪费土地资源　
c.可因地制宜实施农作物轮作
b
海洋资源的综合利用与制盐
8.(2025·广东)(中国科技)海洋是高质量发展战略要地之一。海水综合利用主要包括海水直接利用、海水淡化和海水化学资源利用。
　海水化学资源丰富。海水中元素含量如图1，提取镁、钾、碘等能为工农业创造新价值。我国科研人员成功研发出“沸石离子筛法”海水提钾技术，即利用沸石对海水进行吸附(如图2)后再脱附，得到富钾溶液，实现了对海水中钾的高选择性和高倍率富集。
依据上文，回答问题。
(1)海水综合利用主要有__________个方面。海水中含量最高的元素是_______________。
3(或三)
O(或氧元素)
(2)“沸石离子筛法”提钾经过吸附和________获得富钾溶液，此方法提钾的优点是__________________________________________，吸附过程中沸石选择吸附的是______(填离子符号)。
(3)海水提钾获得的KCl在农业上可用作________________。
(4)下列说法正确的是________(多选，填标号)。
A.海水流经该沸石后得到淡水 B.镁可用于制造合金材料
C.碘缺乏可能引起甲状腺肿大 D.海水直接灌溉所有农田
脱附
实现了对海水中钾的高选择性和高倍率富集
K＋
钾肥(或化肥)
BC
调查家用燃料的变迁与合理使用
9.居民家用燃料的使用经历了以下发展历程，如图1所示，结合所学知识回答下列问题。
(1)柴草来源广，但燃烧过程释放大量的烟尘，易造成_________。
空气污染
(2)引燃蜂窝煤时，在炉膛中依次加入废报纸、小木块和蜂窝煤，然后将进风口打开，点燃废报纸，如图2所示。打开进风口的目的是__________________，用废报纸、小木块引燃蜂窝煤是因为燃烧需要__________________________。
(3)有人认为氢气可作家用燃料，理由是________________________ _____________________________。
提供充足的氧气
温度达到可燃物的着火点
　　　　　　　　　　　　　　　　　燃烧放出大量的热，生成水，无污染(答案合理即可)
调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用
10.(2025·菏泽)(中国科技)兴趣小组对长征系列运载火箭的推进剂开展调查并进行归纳整理。
推进剂 信息
推进剂Ⅰ 偏二甲肼 最早使用，稳定，原料剧毒
四氧化二氮 推理的Ⅱ 煤油 较环保，成本低
液氧 推进剂Ⅲ 液氢 环保
液氧 推进剂Ⅳ 复合固体推进剂 稳定，可长期储存
(2)利用沸点不同从石油中分离出煤油，该过程中发生________(填“物理”或“化学”)变化。
(3)使用推进剂Ⅲ时，清洁无污染的原因是______________________ ______________。
(4)在长征系列火箭中，推进剂Ⅰ最早使用且技术成熟，利用表中信息分析，开发其他推进剂的理由是________________________________ _______________(写一条)。
物理
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　氢气燃烧产物只有水，不污染环境
1∶4
　　　　　　　　　　　　　　推进剂Ⅰ原料有毒，开发其他推进剂可更环保
二、跨学科试题
1.(跨学科·语文)很多成语、俗语、诗词中蕴含着丰富的科学道理。下列用化学观点解释不正确的是(　 　)
A.“众人拾柴火焰高”——指可燃物越多，燃烧放出的热量越多
B.“遥知不是雪，为有暗香来”——分子在不断运动
C.“冰，水为之，而寒于水”——物质状态不同，化学性质不同
D.“人要实，火要虚”——增加可燃物与氧气的接触面积，可燃物燃烧得更旺
C
2.(跨学科·物理)如图，杠杆已调至平衡，向集气瓶内缓慢通入一定量的CO2气体，稍后再倒入浓NaOH溶液(液面不接触乒乓球)。下列说法正确的是(　 　)
C
A.通入CO2气体后，左端乒乓球下降
B.整个过程中乒乓球位置始终没有变化
C.倒入浓NaOH溶液后，杠杆逐渐恢复原状
D.其他条件不变，将CO2换成H2会产生相同现象
3.(跨学科·物理)某学习小组为了探究不同金属导电性强弱，进行了如图所示的实验。在金属片横截面积、长度相同的情况下，测得电流数据如表。下列说法不正确的是(　 　)
D
电流表 电流表示数/A
A1 1.7
A2 1.5
A3 1.0
A.导电性：Ag＞Cu＞Fe
B.三种金属中，Fe片电阻最大
C.设计并联电路的目的是控制变量
D.利用图中仪器，改为串联电路也可得出相同结论
4.(跨学科·语文)中华文化博大精深，不少古籍中记载了丰富的化学知识。
(1)沈括《梦溪笔谈》中记载了石油的使用。现在用石油中分离出的汽油、柴油等作为燃料。该分离过程属于____________(填“化学变化”或“物理变化”)。
(2)《汉书·地理志》记载：“豫章郡出石，可燃为薪”。这里的“石”就是煤。工厂使用煤作为燃料时常将煤粉碎后再燃烧，这样做的化学原理是______________________________。
物理变化
增大可燃物与氧气的接触面积
(3)苏轼《石炭》中有“投泥泼水愈光明”的记载。在高温条件下，碳与水蒸气反应得到两种可燃性气体——一氧化碳和氢气。写出反应的化学方程式：_________________________。
(4)《周易》中记载：“泽中有火”。有科学史研究者认为这描述的就是甲烷气体在湖泊沼泽的水面上起火的现象。写出甲烷充分燃烧的化学方程式：__________________________________。
(5)古籍《天工开物》中有“煤饼烧石成灰”的记载。“烧石成灰”指高温条件下煅烧石灰石。写出该反应的化学方程式：______________ _______________。
5.(跨学科·物理)质量守恒定律的发现对化学的发展作出了重要贡献。
【查阅资料】Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。
(1)如图所示，上述实验中遵守质量守恒定律的是______(填标号)。
②③
(2)实验③中的实验现象是玻璃棒___________(填“左端下沉”“右端下沉”或“保持平衡”)。
(3)实验②不能直接用于验证质量守恒定律，其原因是____________ ______________。
(4)从微观角度解释质量守恒定律：化学反应前后一定不变的是________(多选，填标号)。
A.分子种类 B.原子种类
C.分子数目 D.原子数目
左端下沉
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　反应生成的气体逸出装置
BD
6.(跨学科·生物学)某研究性学习小组同学为了探究绿色植物进行呼吸作用释放的气体成分，设计了如图所示的实验装置(装置中有一株长势良好的绿色植物)。请根据图示回答问题。
(1)要想使实验成功，得到较为准确的实验结果，需将该装置放在________环境中，否则会因为绿色植物进行________作用而影响实验结论。
黑暗
光合
(2)一段时间后，轻轻挤压塑料袋，发现澄清石灰水__________，这说明________________________________。
(3)据此推测：晚上在卧室内放太多花卉或盆栽________(填“有”或“没有”)好处，理由是________________________________________ _______________________________________。
变浑浊
植物的呼吸作用会产生二氧化碳
没有
　　　　　　　　　　晚上没有光照，植物只进行呼吸作用，消耗室内氧气，产生二氧化碳，不利于人体健康
7.(跨学科·生物学)(2025·潍坊)实验是科学探究的重要形式。跨学科实践活动小组对氧气和二氧化碳的制取与性质进行如下实验。回答下列问题：
任务一：氧气的制取与性质探究
(1)仪器①的名称是__________；在检查装置A的气密性时，若气密性良好，则导管末端先后出现的现象是__________(填图2中标号)。
铁架台
acb
(2)实验室用过氧化氢制取氧气。
①配制36.0 g质量分数为5%的过氧化氢溶液，需要量取30%的过氧化氢溶液(密度为1.1 g·cm－3)的体积是_______mL(结果保留1位小数)。
②用图1所示装置制取并收集一瓶纯净的氧气，应选择的实验装置组合为________(填标号)，装置内发生反应的化学方程式是___________ ___________________。
5.5
BE
2H2O2
(3)图3为探究空气中氧气含量的改进装置。向生石灰中滴加水，一段时间后，试管内的白磷开始燃烧，待反应完全并冷却至室温后打开弹簧夹，观察到注射器的变化是___________________________。
注射器内的水减少10 mL
任务二：二氧化碳自动补给装置的制作
(4)小组同学设计了水草鱼缸的二氧化碳自动补给装置如图4所示。下列说法不正确的是________(多选，填标号)。
A.乙瓶中的水既可以净化二氧化碳，也可以观察二氧化碳的产生速率
B.乙瓶中溶液的pH逐渐增大
C.为使水草更好地生长，导管口应置于水草鱼缸内“2”处
D.在光照下，水草鱼缸内能实现动植物生存所需要的碳氧循环
BC
课后练习
1.(2025·苏州)在垃圾分类中，空的铝质易拉罐应属于(　 　)
A
2.(2025·湖北)湖北武汉推动碳普惠机制，建立个人“碳账本”，将碳减排量以积分方式可视化，激励公众积极参与减碳行动。下列行为能为个人“碳账本”积分的是(　 　)
A.使用一次性餐具 B.乘坐公交车上学
C.用煤生火做饭 D.单面打印纸质材料
B
3.(跨学科·语文)中华文化博大精深，蕴含很多化学知识。文中描述的内容不属于化学变化的是(　 　)
A.《浪淘沙》：“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”
B.《石灰吟》：“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”
C.《元日》：“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”
D.《抱朴子》：“丹砂(HgS)烧之成水银”
A
4.(跨学科·物理)同学们对火柴并不陌生，可是在使用时经常遇到点不着火柴的尴尬事。火柴盒的擦火皮上含有微量红磷，火柴头含有少量氯酸钾和硫黄，用相同的力采用甲、乙两种方式点燃火柴，下列说法正确的是(　 　)
A.甲、乙两种方式用力相同，都能顺利点燃火柴
B.乙用力方式产生的摩擦力更大，更易点燃火柴
C.火柴能燃烧是因为摩擦降低了火柴的着火点
D.竖直向上的a火柴比b燃烧更旺
B
5.“化学氧呼吸自救器”是人在缺氧环境或高浓度有毒、有害气体的环境中使用的一种安全防护装置，内部装有颗粒状超氧化钾(KO2)作为“制氧剂”，其反应原理为4KO2＋mCO2===mK2CO3＋3O2。
(1)m的值是______。
(2)若要制得96 g氧气，则理论上需要含KO2 80%的制氧剂的质量是__________g。
(3)吸氧时，供氧装置要与如图1所示装置配套使用，使用时罐中要加入一定量的水，氧气需通过水再被人体吸入，所以吸氧时病人的吸氧管要接在______(填“a”或“b”)端，吸氧时该装置的作用是________ ______________________________(写一点)。
2
355
a
对氧气流量进行调节(答案合理即可)
(4)一定质量的超氧化钾(KO2)和超氧化钠(NaO2)的生氧性能如图2所示。小王依据人正常呼吸时需要生氧试剂的生氧速率不低于1 L·min－1，结合自救呼吸器的结构和生氧试剂的生氧性能，选取了KO2作为生氧试剂。选取KO2的优点是___________________________________________ ________________。
超氧化钾生氧速率不低于1 L·min－1的时间较长(答案合理即可)
6.(2025·眉山)化学是材料科学、生命科学、环境科学、能源科学等现代科学技术的重要基础，在生产、生活、科技等方面发挥着不可替代的作用。
(1)材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础，请写出一种材料，如__________________________。
(2)人体必需的元素摄入不足或摄入过量均不利于健康，除O、C、H、N、Ca等常量元素外，还必需摄入的微量元素有_______________ _____(写一种)。
不锈钢(答案合理即可)
Fe(答案合理即可)
(3)随着时代发展，人类直接获取的自然资源已难以满足社会发展的需求，人们可通过各种技术手段得到的新能源有___________________ (写一种)。
(4)消毒防腐药是用来杀灭病原微生物或抑制其生长的化学物质，一般用于体表、医疗器械及环境的消毒防腐。请写出一种消毒防腐药，如____________________________。
氢能(答案合理即可)
医用酒精(答案合理即可)
7.(2025·苏州)《国务院关于实施健康中国行动的意见》中提出要提高全民健康水平。
(1)中国居民平衡膳食餐盘(如图 1)描述一个人一餐中膳食的组成和大致比例。
①“膳食餐盘”所示的食物中富含蛋白质的是______(填标号)。
②若需补充维生素C，建议多吃“膳食餐盘”中的________(多选，填标号)。
(2)洗鼻液有助于修复鼻黏膜。
配制方法：向如图 2所示洗鼻器中加入4.5 g NaCl，加少量水振荡，继续加水至洗鼻器的500 mL刻度处，摇匀。
①该洗鼻液的溶质为________。
②所得溶液密度约为1 g·mL－1，该溶液中溶质的质量分数为_______。
B
AD
NaCl
0.9%
(3)某市售家用净水器(如图 3所示)可将自来水净化为直饮水。
①自来水通过不锈钢滤网层相当于实验室中的________(填操作名称)操作。
②图中主要用于吸附杂质、除去臭味的物质是__________。
过滤
活性炭
(4)H2具有一定的抗细胞氧化作用。用氢棒(有效成分Mg)制备富氢水(溶有H2的水)的反应为Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑。室温时Mg(OH)2溶解度：1.24×10－3 g。
①富氢水(氢棒已取出)敞口放置，水中H2浓度下降的原因是__________________________(从微观角度解释)。
②氢棒使用一段时间后产生H2的能力下降，将氢棒用白醋(含醋酸)浸泡即可恢复其在水中产生H2的能力，原因是_____________________ ____________________。
氢气分子不断运动脱离水
醋酸能溶解氢棒表面的难溶物Mg(OH)2
8.(2025·甘肃)2025年4月24日，神舟二十号载人飞船发射成功，实现了中国航天史上第六次“太空会师”。这意味着中国航天事业又向前迈进了一大步，是我国科技实力的再一次展现。
(1)生命保障：空间站内，航天员呼吸所需的氧气主要来自循环水电解制氧系统，电解水产生氢气和氧气的体积比理论上为__________；在水处理系统中，用活性炭除去色素和异味，这是利用活性炭的________性；航天员在太空实现了蔬菜种植，蔬菜含有的主要营养物质(水除外)是__________；由棉、羊毛和聚氯乙烯等材料制作而成的多层结构舱外航天服，可以保障航天员舱外活动的安全，其中属于合成材料的是____________。
2∶1
吸附
维生素
聚氯乙烯
(3)安全保障：空间站的生活类垃圾被压缩后装载至天舟货运飞船，垃圾进入大气层后与空气摩擦进而焚毁。“摩擦”为垃圾燃烧提供的条件是____________________。
H2O
使温度达到着火点
9.(2025·天水)唐代《千金翼方》中记载：“枸杞以甘州者为真，叶厚大者是”，首次甘州(今张掖)枸杞确立为道地药材。为了解张掖种植枸杞的土壤酸碱性及相关成分，某校化学兴趣小组对当地的土壤样本进行了探究。
【实验探究】
任务一：测定土壤酸碱性
(1)选取一定量的土壤样本加入足量蒸馏水，充分搅拌后静置，过滤后得到土壤浸出液。用____________测定浸出液pH，若显碱性，则pH______(填“＞”“＝”或“＜”)7。
pH试纸
＞
任务二：探究土壤中钠盐的主要成分
张掖年降水量少且蒸发量大，使土壤中较多的可溶性钠盐化合物随水分蒸发而析出。当土壤含盐量较高时，一般含有较多的氯化钠，可能含有碳酸钠。
(2)小组同学为检验土壤样本是否含有碳酸钠(假设不含硫酸钠)，进行如下实验。
实验方法 实验现象 实验结论
方法1：取少量土壤浸出液于试管中，滴加适量的________________________ 有气泡产生 含有Na2CO3
方法2：取少量土壤浸出液于试管中，滴加适量的氯化钙溶液 ________________ 含有Na2CO3
方法2中反应的化学方程式是________________________________，属于__________(填基本反应类型)反应。
稀盐酸(或稀硫酸)
有白色沉淀产生
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
复分解
【实验结论】
(3)以上探究表明，该土壤含有碳酸钠，显________(填“酸性” “中性”或“碱性”)。该土壤除了种植枸杞，还适合种植下表中的作物有______(填标号)。
作物 A.茶树 B.樱桃 C.甘草
适宜的土壤pH 4.5~5.5 5.6~7.0 7.2~8.5
碱性
C

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