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- 2021-08-06 发布
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专题4 化学科学与人类文明
本专题知识体系构建与核心素养解读
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1.科学探究与创新意识
化学是一门以实验为基础的科学,科学探究是认识物质及其变化的重要活动。科学探究与创新意识核心素养的具体表现有:能发现和提出有探究价值的问题。能从问题和假设出发,确定探究目的,设计探究方案,进行探究实验。能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。能提出进一步探究或改进实验的设想。
例析 二氧化硫是一种危害严重的大气污染物,烟气脱硫是控制二氧化硫污染的主要技术手段。
利用海水脱硫是一种有效的方法,其工艺流程如图所示:
某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2的吸收效率的措施,进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验,实验结果如图所示。
(1)根据图示实验结果,为了提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率,下列措施正确的是________(填字母)。
A.降低通入含硫烟气的温度
B.减小通入含硫烟气的流速
C.减少天然海水的进入量
D.在天然海水中加入生石灰
(2)天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3,使用空气中的氧气将其氧化,写出该反应的离子方程式__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该小组采用如图装置在实验室测定烟气中SO2的体积分数(假设烟气中其余组分不能与水反应且不溶于水,实验在标准状况下进行):
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①上述装置连接的正确顺序是:原料气→_______→_______→_______→_______→_______。(填a、b、c、d、e)
②下列试剂中(浓度、体积一定),可以用来代替试管中的I2淀粉溶液的是________(填字母)。
A.酸性KMnO4溶液 B.NaOH溶液
C.溴水 D.氨水
答案 (1)ABD (2)2H2SO3+O2===4H++2SO (3)①c d b a e ②AC
解析 (1)总体看,SO2的吸收效率随温度的升高而降低;当温度和SO2的浓度一定时,SO2的吸收效率随烟气流速的增大而降低;当温度和烟气流速一定时,SO2的吸收效率随SO2浓度的增大而降低,所以,要提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率,应降低含硫烟气的温度、减小烟气流速。在天然海水中加入生石灰也可以提高SO2的吸收效率。(2)H2SO3具有还原性,能被氧气氧化为H2SO4。(3)该测定实验的原理是烟气通过一定浓度一定体积的I2淀粉溶液后,其中的SO2与I2发生氧化还原反应,恰好完全反应时,溶液的蓝色消失,根据碘的物质的量可求出SO2的物质的量(体积);余下的气体排入广口瓶,将水压入量筒,由量筒中水的体积可确定剩余气体的体积。能与SO2反应且能明确指示反应终点的是酸性KMnO4溶液和溴水,故它们可以代替试管中的I2淀粉溶液。
点评
本题第(1)小题对相关信息(工艺流程,实验结果等)进行加工处理,获得结论,从而确定提高烟气中SO2吸收效率的措施;第(3)小题设计实验测定烟气中SO2的体积分数,较好地培养了科学探究和创新意识的素养。
2.科学精神与社会责任
认识环境保护和资源合理开发的重要性,深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系;赞赏化学对社会发展的重大贡献,具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与化学有关的社会热点问题进行正确的价值判断。
例析 化学与生活息息相关。根据你的认知和体验,下列说法或做法不正确的是( )
①绿色食品就是不使用化肥农药,不含任何化学物质的食品
②为使蔬菜保鲜,常在其表面洒少许福尔马林溶液
③为了防止某些富脂食物因被氧化而变质,常在包装袋里放生石灰
④酸雨是pH<7的雨水,主要是由大气中的SO2、NO2等造成的
⑤75%酒精比无水乙醇用作医用消毒剂效果好
⑥为了延长食品的保质期,向其中添加大量苯甲酸钠等防腐剂
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A.②④⑤ B.①②③⑤⑥
C.①②③④⑥ D.②③④⑤⑥
答案 C
解析 绿色食品应具备条件:遵循可持续发展原则,按照标准使用化学物质生产的食品,①错误;福尔马林有毒,不能用于食品保鲜,②错误;在包装袋里放铁粉可防止食品氧化,生石灰只能用于干燥,③错误;pH<5.6的雨水是酸雨,④错误;75%的酒精既具有杀毒作用又具有渗透性,⑤正确;防腐剂不能大量使用,⑥错误。
点评
分析讨论资源的开发利用,从化学的角度关注能源、材料、饮食、健康、环境等热点问题,运用绿色化学思想分析讨论化工生产中的相关问题,都能较好地发展科学精神与社会责任的素养。
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