专题八 跨学科实践(新课标新主题)

2K2SO4+3O2↑+2H2O。
[实验探究 2]
同学们对超氧化钾是否变质展开了研究,取出久置的“生氧罐”内颗粒状固体,称得样品质量为
69.3 g,进行如图 2 所示实验,待实验结束测得 C 装置增重 2.2 g,E 装置内固体变黑色且增重
19.2 g(实验前已排尽装置内空气,使用的药品均足量)。
(1)反应开始后A装置中通入N2的目的是 将产生的CO2和O2排入后续的反应。装置中参与反应 (2)E装置中发生反应的化学方程式为 2Cu+O2 。2CuO (3)超氧化钾 部分(填“未”“部分”或“全部”)变质。
A.过滤
B.蒸馏
C.膜法
(2)海水制镁。工业生产中通常向海水或卤水中加入石灰乳使海水中的氯化镁转化为沉淀,该反应的
化学方程式为 MgCl2+Ca(OH)2
,此Mg反(O应H)属2↓于+C基aC本l2反应类型中的
反应。
复分解
(3)海水“晒盐”。
①粗盐中常含有泥沙等难溶性杂质。在实验室中除去粗盐中的难溶性杂质,可依次通过溶解、
①写出标号仪器的名称:a 铁架台,b
漏。斗
②实验过程中玻璃棒的作用是 引流。
③过滤后发现滤液仍然浑浊,可能的原因是 滤纸破损(合理(即答可出)一点即可)。
类型四 基于碳中和理念设计低碳行动方案 本主题涉及化学、物理、生物学、数学、地理、道德与法治等多个学科的内容,具体呈现如下:
4.(2022新泰期末)2020年我国首次提出:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和 措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。“碳达峰”的含 义是二氧化碳达到最高值以后逐渐从高处往下降。“碳中和”的含义是工厂或企业通过某些方式来 相抵自身产生的二氧化碳,从而实现零排放二氧化碳。 (1)如图表示2000～2015年全国碳排放总量、碳排放强度和人均碳排放量。实现碳减排目标应采 取的有效措施是 B (填字母)。 A.增加宣传力度,严格控制人口数量 B.提高人口素质,倡导绿色消费理念 C.优化人口结构,鼓励大量人口外迁 D.推广清洁能源,完全代替化石能源
在新课程标准中规定, 化学学科用不少于 10%的课时设计跨学科主题学习活动。围 绕学生核心素养的培育,设计了10个学科内 综合及跨学科实践活动,涵盖各个学习主题 中的核心内容及学生必做实验,侧重科学的 方法论和价值观,体现学科内的综合及学科 间的融合,凸现全面育人价值。接下来的中 考化学试题中,跨学科试题有可能会占10% 的分数!必须格外重视
调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用
类型一 微型空气质量“检测站”的组装与使用
该主题以空气中的污染物为研究对象,以空气质量“检测站”为载体,涵盖空气质量的检测、空气污 染物的处理、地球环境系统的循环等方面的知识,融合化学、生物学、地理、物理多学科的内容。 考查点:空气组成、典型的大气污染物的来源及危害;认识人类活动破坏或改善生态环境;气象观 测,空气质量影响因素的探究,借助风向标、雨量计、风速测量仪等完成以地区、时间、温度、降水 量、风速、风向和湿度为基本信息的气象监测;利用简易传感器装置对二氧化硫、氮氧化物、 PM2.5等进行监测。
专题八 跨学科实践(新课标新主题)
命题角度
备考策略
微型空气质量“检测站”的组装与使用
基于特定需求设计和制作简易供氧器 水质检测及自制净水器
基于碳中和理念设计低碳行动方案 垃圾的分类与回收利用
探究土壤酸碱性对植物生长的影响 海洋资源的综合利用与制盐
制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 调查家用燃料的变迁与合理使用
1.(2022曲阜二模)空气不仅是生命赖以存在的物质基础,还是人类生产活动的重要资源;随着工业的
迅速发展和化石燃料的大量使用,导致空气质量下降,影响了生态环境和人类健康。
(1)空气中的各种成分具有广泛的用途。稀有气体(包括氦、氖、氩、氪、氙、氡)可用作工业生产 和科学实验中的保护气,是因为 在通常条件下稀有气体几乎不与任。何物质发生化学反应
类型三 水质检测及自制净水器
该主题针对人类饮水安全、水的净化问题而设计,以水的净化为主要研究对象,通过吸附、沉降、过 滤和蒸馏等净化方法,掌握分离方法,综合考虑人体用水的需求,结合自来水厂生产工艺和物质分离原 理,选择合适的技术与工程方法自制净水器。
3.自然界的水含有各种杂质,可以用不同的方法进行净化。
2.(2021常州)呼吸自救器是人在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境中使用的一种安全防护 装置。如图1是某化学氧自救器的示意图,其供氧装置由“初期生氧器”和“生氧罐”组成,同学们 对其工作原理进行了如下探究:
Ⅰ.探究“初期生氧器”
[查阅资料1]
①该化学氧自救器在工作初期,内部独立的“初期生氧器”首先启动,以解决初期供氧不足的问题。
(2)从中国能源资源的总体情况看,其特点可以概括为:总量较丰,人均较低,分布不均,开发较难。为促
进我国能源结构和产业结构调整,带动东部、中部、西部地区经济共同发展,我国实施一系列战略措
施,有效地改善管道沿线地区人民生活质量,有效治理大气污染。 ①我国“西气东输”输的“气”是指 CH4。
②“西电东送”是将西部的风电、光电输送到东部地区。与煤炭火力发电相比,风电、光电的优点
过滤 、蒸发结晶等操作。在蒸发过程中,当
蒸发皿中出现时较停多止固加体热,利用余热将滤液蒸干。
②由海水蒸发结晶得到的粗盐中含有少量氯化镁、氯化钙、硫酸钠等杂质,除杂质时所加的三种试
(2)但随着人类活动的增加,特别是工业生产和交通运输产生的废气源源不断地排放,导致空气质量下 降。下列气体(SO2、NO2、O2、O3、CO、CO2)中,不属于空气污染物的是O2、CO2 (填化学式)。
汽车尾气也是导致酸雨的重要原因,为减少有害气体的排放,人们在汽车排气管上安装“催化转化
器”,使尾气中的一氧化碳和氮氧化物(NOx)转化为氮气和二氧化碳,该反应的化学方程式为
(3)“初期生氧器”中铁粉与氧气反应能 放出大量的,从热而使氯酸钾的分解反应能持续进行。
Ⅱ.探究“生氧罐”
[查阅资料 2]
①该化学氧自救器主体是由“生氧罐”供氧,内部装有颗粒状超氧化钾作为“制氧剂”,其反应原理
为 4KO2+2H2O
4KOH+3O2↑;4KO2+2CO2
2K2CO3+3O2。
②超氧化钾能与硫酸反应,其化学方程式为 4KO2+2H2SO4
该主题针对植物生长受土壤酸碱性影响而设计,以酸、碱、盐的性质与转化为研究对象,以土壤酸碱 性对植物生长影响的探究为载体,融合化学、生物学、地理等课程内容。考查点:测定土壤的酸碱性、 调查我国土壤酸碱度分布、探究土壤酸碱性对植物生长的影响、栽培植物等。
6.(2022江苏二模)土壤酸碱度会影响农作物的生长,化学兴趣小组利用所学化学知识对当地土壤的 酸碱度展开系列探究。 [查阅资料]①土壤pH与酸碱度的分级为:pH<5.0,显强酸性;pH为5.0～6.5,显酸性;pH为6.5～7.5, 显中性;pH为7.5～8.5,显碱性;pH>8.5,显强碱性。 ②硫酸铵应在阴凉干燥处贮存。 活动一:测定土壤的酸碱性 先取少量土壤样品,加水充分搅拌;静置后过滤,用精密pH试纸分三次测定土壤滤液的酸碱度,并记录 数据,测得三组滤液的pH分别为5.6、5.9、5.8。则该地土壤呈 酸性。 活动二:探究成因 [作出猜想]同学们经过分析,推测土壤的酸碱度出现问题的原因是土壤中含有大量硫酸铵。
“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等成分。
②Fe3O4 能与硫酸反应,其化学方程式为:Fe3O4+4H2SO4
Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O。
(1)“初期生氧器”主要依靠氯酸钾和二氧化锰制氧,其化学方程式为
(2)小组成员为了解铁粉的作用展开了探究。
[实验探究1]
序号
实验步骤
实验现象
HCl、S。O2 (4)一群环保志愿者在某社区推广垃圾分类,他们在小区放置了一些有分类标识的垃圾回收箱,结果却 发现仍然有许多居民没有分类放置,请你分析造成这种现象的原因是 居民嫌麻烦,没. 有垃圾分 类的习惯(或居民的环保意识不强或居民不清楚(任垃写圾一分个类)的。标准,合理即可)
类型六 探究土壤酸碱性对植物生长的影响
是 节约化石燃料、减,我少们污还染能利用的新能源有
潮汐能(或风能、. 地热能、生物质能等)
(写一条即可)。
③我国实施“煤改气”“煤改电”给环境带来的改变是 空气质量得到改善((合写理一即条可即)可),天然气
完全燃烧的化学方程式为
。CH4+2O2
CO2+2H2O
类型五 垃圾的分类与回收利用
该主题针对垃圾分类与回收利用问题而设计,以“生活垃圾”为载体,涵盖物质分类、资源合理利用 以及环境保护等内容,涉及化学、物理、生物学、道德与法治等学科。考查点:基于物质性质对物质 进行分类、资源合理利用以及资源再生;垃圾填埋实验的设计与分析,测量填埋瓶的重量,结合微生物 作用进行能量分析;了解垃圾分类处理的相关政策,理解垃圾分类与回收的意义。
2xCO+2NOx
。N2+2xCO2
类型二 基于特定需求设计和制作供氧器
氧气是空气中的一种重要成分,是生物体呼吸不可或缺的物质, 也是工业生产必备的原料,供氧器在 生产生活中扮演着重要的角色。要求学生有意识地应用化学核心知识,自主调用物理和数学等多个 学科的相关知识,应用工程与技术思想解决问题。制作供氧器大致内容如下:
类型七 海洋资源的综合利用与制盐
该主题以海洋资源综合利用为载体,以制取食盐为核心,认识海洋中富含淡水、溴、镁、食盐等物质 资源,以及生物能、潮汐能等能量,融合化学、地理、生物学等相关课程内容。考查点:用海水制取食 盐涉及蒸发、溶解、溶解度等;海水资源的分布;食盐对人体健康的重要性等。
7.(2022江苏模拟)海洋是巨大的资源宝库,从海洋中可以获得很多重要物质。 (1)海水淡化。下列操作不能用来淡化海水的是 A (填字母)。
5.如图展示了生活垃圾的分类和回收的部分环节,请回答:
(1)生活垃圾中的“废钢烂铁”属于 A (选பைடு நூலகம்流程图中的选项)。 (2)厨房垃圾生化厌氧产沼和堆肥过程中, 化学能转化成内能等,沼气池内和垃圾堆内的温度升高。 (3)垃圾焚烧产生的烟气中含有有害气体,如HCl、SO2和CO等,其中石灰浆可以吸收的气体有
(1)如图1所示是用空塑料饮料瓶、带导管的单孔胶塞、蓬松棉、纱布、活性炭、小卵石、石英砂等
材料自制的一个简易净水器。 ①根据上述净化材料的特性,B层放置的材料最好是 石英砂;A层放置的材料最好是 ②你认为上述简易净水器 不可以(填“可以”或“不可以”)将硬水变成软水。
活性。炭
(2)如图2为过滤装置,根据实验回答下列问题:
2KClO3
2KC。l+3O2↑ 实验结论
①
取“初期生氧器”充分反应后的物质于 纸上,将磁铁靠近并接触粉末
有黑色物质被磁铁吸引
被吸引物质可能是Fe、 Fe3O4或两者都有
②
取①中被铁吸引的物质于试管中,向其中 固体完全溶解,得到澄
加入足量稀硫酸
清的黄色溶液
被吸引物质中一定含有 Fe3O(4填化学式)
装置内气体受热膨胀,压强增大,也能观。察到气球胀大
[反思拓展](1)为保证铵态氮肥的肥效,使用时应注意 不能与碱性物质混合施用(.或不能高温暴晒)
(写一条)。
(2)硫酸铵中的氮元素被植物吸收后,剩余的硫酸使得土壤酸化,可用熟石灰进行改良,反应的化学方
程式为
H2SO4+Ca(OH)2
。CaSO4+2H2O
[设计实验]为了验证猜想成立,兴趣小组设计如下实验。 步骤一:取活动一中滤液适量于试管中,滴加足量BaCl2溶液和稀硝酸,当观察到 有白色沉淀时产,说生明土
壤中含有硫酸根离子; 步骤二:另取适量土壤样品,加熟石灰混合研磨,当 有刺激性气味的时气(体填产实生验现象),说明土壤中含
有铵根离子。
[反思评价]有同学提出上述步骤一实验设计不能证明土壤中的阴离子是硫酸根离子,请你对上述实验
进行简单改进,证明土壤中的阴离子是硫酸根离子:
将BaCl2溶液换为。Ba(NO3)2溶液
[继续探究]根据查阅资料推测,硫酸铵受热可能会分解生成氨气,降低肥效。于是兴趣小组同学进行
如图实验验证。实验过程中观察到固体逐渐减少,用酚酞试液浸湿的滤纸
变,红小气球胀大。
不能 (填“能”或“不能”)只根据小气球胀大说明“硫酸铵受热易分解”,理由是