登录
16.（22分）新趋势 项目式探究 同学们对身边的空气质量开启了项目化学习的探究之旅。
任务一：查阅空气质量日报
空气质量指数(简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数，其范围和对应的空气质量级别分别是0~50(优)、51~100(良)、101~200(轻度污染)、201~300(中度污染)和大于300(严重污染)。某日我市空气质量数据如下表：
(1)该日我市空气质量属于国家空气质量标准的级，首要污染物是。
任务二：探究沙尘对空气中氧气体积分数的影响
【资料收集】①发热贴发热原理：铁粉与氧气反应生锈，放热，其中辅助成分不与氧气反应。
②铁锈为红色固体且不能被磁铁吸引。
【装置设计】同学们将图1重新设计(如图2)，利用生活中常见的发热贴欲测定沙尘天气中空气中氧气的含量。
【进行实验】(2)用集气瓶(有效容积为500 mL)取空气样品，塞紧胶塞，观察到温度计的示数明显增大；待冷却到室温，打开弹簧夹，观察到量筒内水面下降了90 mL，由此可知该空气样品中氧气的体积分数约为。
【得出结论】(3)沙尘会导致空气中氧气的体积分数减少，请猜测其可能的原因是。
【表达与交流】(4)生活中，减少沙尘天气出现可采用措施。
【反思评价】(5)图1中反应的文字表达式为，该反应的基本反应类型是反应。与图1相比，图2的优点是。
(6)为证明图2中发热贴与氧气发生了反应，可在反应后进行的简单实验操作是。
(7)结合图1和图2，在测定空气中氧气体积分数的实验中，选择的依据是
(答一点)。
任务一：查阅空气质量日报
空气质量指数(简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数，其范围和对应的空气质量级别分别是0~50(优)、51~100(良)、101~200(轻度污染)、201~300(中度污染)和大于300(严重污染)。某日我市空气质量数据如下表：
(1)该日我市空气质量属于国家空气质量标准的级，首要污染物是。
任务二：探究沙尘对空气中氧气体积分数的影响
【资料收集】①发热贴发热原理：铁粉与氧气反应生锈，放热，其中辅助成分不与氧气反应。
②铁锈为红色固体且不能被磁铁吸引。
【装置设计】同学们将图1重新设计(如图2)，利用生活中常见的发热贴欲测定沙尘天气中空气中氧气的含量。
【进行实验】(2)用集气瓶(有效容积为500 mL)取空气样品，塞紧胶塞，观察到温度计的示数明显增大；待冷却到室温，打开弹簧夹，观察到量筒内水面下降了90 mL，由此可知该空气样品中氧气的体积分数约为。
【得出结论】(3)沙尘会导致空气中氧气的体积分数减少，请猜测其可能的原因是。
【表达与交流】(4)生活中，减少沙尘天气出现可采用措施。
【反思评价】(5)图1中反应的文字表达式为，该反应的基本反应类型是反应。与图1相比，图2的优点是。
(6)为证明图2中发热贴与氧气发生了反应，可在反应后进行的简单实验操作是。
(7)结合图1和图2，在测定空气中氧气体积分数的实验中，选择的依据是
(答一点)。
答案
优
$\ce{PM_{10}}$
18%
沙尘天气时，空气中的可吸入颗粒会增多，使得氧气的含量减少
植树造林
红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷
化合
测量结果准确，操作简便
观察发热贴颜色，若为红色固体说明已反应（或用磁铁吸引，若不能被吸引则证明已反应）
一定条
件下能与空气中氧气反应，同时生成物不能是气体
$\ce{PM_{10}}$
18%
沙尘天气时，空气中的可吸入颗粒会增多，使得氧气的含量减少
植树造林
红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷
化合
测量结果准确，操作简便
观察发热贴颜色，若为红色固体说明已反应（或用磁铁吸引，若不能被吸引则证明已反应）
一定条
件下能与空气中氧气反应，同时生成物不能是气体
解析
【分析】本题围绕空气质量和空气中氧气体积分数测定展开项目式探究，需结合题目给出的AQI分级、发热贴原理、实验数据等信息，逐一分析各问题：(1)根据题目明确的AQI与空气质量级别的对应关系判断级别，结合沙尘天气的首要污染物确定答案；(2)利用消耗氧气的体积与空气样品体积的比值计算氧气体积分数；(3)结合沙尘天气的特点分析氧气减少的原因；(4)联系环保常识回答减少沙尘的措施；(5)回忆红磷燃烧的反应表达式、反应类型，对比两套装置的特点；(6)利用铁粉生锈的性质设计验证反应的实验；(7)结合测定氧气体积分数的实验原理，明确药品选择的依据。
【解析】(1)根据题目中AQI分级：0~50对应空气质量为优，故第一空填“优”；沙尘天气的首要污染物为$\ce{PM_{10}}$，故第二空填“$\ce{PM_{10}}$”。(2)空气样品体积为500 mL，消耗氧气的体积等于量筒内水面下降的90 mL，因此氧气体积分数为$\frac{90\ \mathrm{mL}}{500\ \mathrm{mL}}×100\%=18\%$。(3)沙尘天气时，空气中可吸入颗粒增多，沙尘颗粒会吸附或消耗部分氧气，导致氧气含量减少。(4)减少沙尘天气的措施有植树造林（合理即可），故填“植树造林”。(5)图1为红磷燃烧测氧气体积分数，反应的文字表达式为：红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷；该反应由两种物质生成一种物质，属于化合反应；图2装置更密闭，优点是测量结果准确，操作简便。(6)发热贴中的铁粉与氧气反应生成红色铁锈（不能被磁铁吸引），因此反应后可观察发热贴颜色，若为红色固体说明已反应；或用磁铁吸引，若不能被吸引则证明已反应。(7)测定空气中氧气体积分数时，选择药品的依据是：一定条件下能与空气中氧气反应，同时生成物不能是气体（合理即可）。
【答案】优；$\ce{PM_{10}}$；18%；沙尘天气时，空气中的可吸入颗粒会增多，使得氧气的含量减少；植树造林；红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷；化合；测量结果准确，操作简便；观察发热贴颜色，若为红色固体说明已反应（或用磁铁吸引，若不能被吸引则证明已反应）；一定条件下能与空气中氧气反应，同时生成物不能是气体
【知识点】空气质量指数、空气中氧气体积分数测定、铁的锈蚀
【点评】本题以项目式探究整合多个化学知识点，将化学知识与生活实际结合，注重知识的应用与迁移，需要学生结合题目资料和已有化学思维分析解决问题，是一道综合性较强的基础题。
【难度系数】0.5
【解析】(1)根据题目中AQI分级：0~50对应空气质量为优，故第一空填“优”；沙尘天气的首要污染物为$\ce{PM_{10}}$，故第二空填“$\ce{PM_{10}}$”。(2)空气样品体积为500 mL，消耗氧气的体积等于量筒内水面下降的90 mL，因此氧气体积分数为$\frac{90\ \mathrm{mL}}{500\ \mathrm{mL}}×100\%=18\%$。(3)沙尘天气时，空气中可吸入颗粒增多，沙尘颗粒会吸附或消耗部分氧气，导致氧气含量减少。(4)减少沙尘天气的措施有植树造林（合理即可），故填“植树造林”。(5)图1为红磷燃烧测氧气体积分数，反应的文字表达式为：红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷；该反应由两种物质生成一种物质，属于化合反应；图2装置更密闭，优点是测量结果准确，操作简便。(6)发热贴中的铁粉与氧气反应生成红色铁锈（不能被磁铁吸引），因此反应后可观察发热贴颜色，若为红色固体说明已反应；或用磁铁吸引，若不能被吸引则证明已反应。(7)测定空气中氧气体积分数时，选择药品的依据是：一定条件下能与空气中氧气反应，同时生成物不能是气体（合理即可）。
【答案】优；$\ce{PM_{10}}$；18%；沙尘天气时，空气中的可吸入颗粒会增多，使得氧气的含量减少；植树造林；红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷；化合；测量结果准确，操作简便；观察发热贴颜色，若为红色固体说明已反应（或用磁铁吸引，若不能被吸引则证明已反应）；一定条件下能与空气中氧气反应，同时生成物不能是气体
【知识点】空气质量指数、空气中氧气体积分数测定、铁的锈蚀
【点评】本题以项目式探究整合多个化学知识点，将化学知识与生活实际结合，注重知识的应用与迁移，需要学生结合题目资料和已有化学思维分析解决问题，是一道综合性较强的基础题。
【难度系数】0.5
