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。
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。(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(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。在通常条件下稀有气体几乎不与任何物质发生化学反应O2、CO2
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:
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。“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等成分。
(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,向其中加入足量稀硫酸固体完全溶解,得到澄清的黄色溶液被吸引物质中一定含有(填化学式)(3)“初期生氧器”中铁粉与氧气反应能,从而使氯酸钾的分解反应能持续进行。Fe3O4放出大量的热
(1)反应开始后A装置中通入N2的目的是。(2)E装置中发生反应的化学方程式为。(3)超氧化钾(填“未”“部分”或“全部”)变质。将产生的CO2和O2排入后续的反应装置中参与反应部分
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。(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;A层放置的材料最好是。②你认为上述简易净水器(填“可以”或“不可以”)将硬水变成软水。(2)如图2为过滤装置,根据实验回答下列问题:①写出标号仪器的名称:a,b。②实验过程中玻璃棒的作用是。③过滤后发现滤液仍然浑浊,可能的原因是(答出一点即可)。石英砂活性炭不可以铁架台漏斗引流滤纸破损(合理即可)
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(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B
(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。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、光电的优点是,我们还能利用的新能源有.(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(写一条即可),天然气完全燃烧的化学方程式为。CH4节约化石燃料、减少污染潮汐能(或风能、地热能、生物质能等)空气质量得到改善(合理即可)
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。
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(选填流程图中的选项)。(2)厨房垃圾生化厌氧产沼和堆肥过程中,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。(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.(任写一个)。A化学HCl、SO2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垃圾分类的标准,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:pH8.5,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。酸
[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,当观察到时,说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,当时(填实验现象),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:。[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,小气球胀大。(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。有白色沉淀产生有刺激性气味的气体产生将BaCl2溶液换为Ba(NO3)2溶液变红不能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.(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。不能与碱性物质混合施用(或不能高温暴晒)
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(填字母)。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,此反应属于基本反应类型中的反应。(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、、蒸发结晶等操作。在蒸发过程中,当时停止加热,利用余热将滤液蒸干。A复分解过滤蒸发皿中出现较多固体
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剂是NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液(均过量),其顺序要求是:Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之(填“前”或“后”)加入。后
类型八 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程该主题结合化学史,通过制作模型展示科学家探究物质组成与结构的历程,模型在科学家探究物质结构的历程中具有重要的作用。考查点:以分子模型、原子模型的搭建为核心,从原子、分子视角探究物质的组成和结构。
8.(2022陕西模拟)内燃机的一个工作循环分为四个冲程。分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程,燃料为汽油、柴油、天然气等。某内燃机吸气冲程和做功冲程气缸中微观粒子变化示意图如图:水(或甲烷或二氧化碳)回答下列问题:(1)写出图中一种化合物的名称。(2)该变化中的最小粒子是。(3)上述化学反应中,反应物的分子个数比为。碳原子、氢原子、氧原子1∶2(或2∶1)
类型九 家用燃料的变迁与合理使用该主题融合化学、生物学、地理等学科的内容,探究我国煤、天然气等资源的分布情况;家用燃料合理使用的探究,如煤炭不完全燃烧产生一氧化碳与人体血液中的血红蛋白结合,可能致使人死亡等;探讨生产和生活中调控燃烧的技术方法,评估燃料对环境的影响,结合变迁原因展望未来燃料。
9.(2022辽宁模拟)近年来,随着经济的高速发展。能源的开发与合理利用受到了政府和相关企业的广泛重视和关注!(1)化石燃料都含有元素,它们是(填“可”或“不可”)再生的能源。(2)煤油是加工的产品;埋藏于海底,将来可能会替代化石燃料的新能源是。(3)人类目前所消耗的能量,主要来自三大化石燃料,如煤、石油、和天然气。其中煤燃烧时排放出的是形成酸雨的罪魁祸首。使用清洁能源、开发使用新能源、改善能源结构迫在眉睫!使用脱硫煤能减少的排放,减轻酸雨的危害,但仍会产生较多的二氧化碳,不能减缓日益加剧的。(4)汽油是石油加工的产品,在汽油中加入适量乙醇作为燃料(车用乙醇汽油)的优点之一是,乙醇燃烧的化学方程式是。碳不可石油可燃冰二氧化硫、氮氧化物二氧化硫温室效应减少空气污染(或节约石油资源)
类型十 我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用航天科技领域是未来发展的重要领域,对新型材料和新型能源的探索是重要的研究方向。材料追求轻便、性质优良,航天科技领域采用的新型材料有:铝锂合金,具有密度低、强度和刚度高等特点;钛合金,具有强度高、耐热性强、耐腐蚀性好等特点;复合材料(如碳纤维复合材料),具有重量轻、强度和刚度高等特点。燃料追求高效环保,航天科技中需要考虑燃料性能、燃料存储以及环保等问题,当前研究方向有碳氢燃料转化为高密度液体碳氢燃料、液氢燃料的储存与使用等。
10.材料研制与化学科学的发展密切相关。下列说法错误的是()A.制作航天服的涤纶属于合成材科B.国产飞机C919机壳采用新型的铝锂合金材料,铝锂合金的硬度比纯铝小C.用于航天工业的钛合金具有耐高温、耐腐蚀、强度高等性能,属于金属材料D.“祝融号”火星车成功着陆火星,火星车的构造部件中使用了多种复合材料B
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