4. (2025·山西改编)“基于碳中和理念设计低碳行动方案”是跨学科实践活动的一个重要内容。在老师的统一安排下,同学们围绕以下四项任务进行方案设计,并对有关问题进行思考和探究。
任务一:理解碳中和内涵。
【查阅资料】简言之,碳中和是指通过节能减排、植树造林等措施,抵消人类活动产生的$\ce{CO_{2}}$,达到相对“零排放”。
【构建模型】固碳是实现碳中和的重要途径之一,小组同学构建的固碳模型如下:

【小组讨论】
(1)生态固碳主要依靠植物的
(2)捕集工业排放的$\ce{CO_{2}}$制成干冰,它可用于
任务二:探究二氧化碳捕集。
【提出问题】氢氧化钙溶液能吸收$\ce{CO_{2}}$吗?
【进行实验】小组同学设计如下方案并完成实验。

【反思评价】
(1)步骤①中发生反应的化学方程式为
(2)步骤②实验目的是
任务三:设计低碳行动方案。
【调研访谈】同学们将收集到的低碳措施整理成表。
【创意设计】在老师指导下,同学们优化方案如下:

任务四:加强低碳环保认识。
【观察分析】综合下列两个图示信息,可总结出的规律是

成果分享:通过跨学科实践活动,同学们深刻认识到碳中和目标的实现任重道远。在兼顾经济增长和环境保护等方面,要立足能源转型,促进二氧化碳吸收,为实现双碳目标而努力。

任务一:理解碳中和内涵。
【查阅资料】简言之,碳中和是指通过节能减排、植树造林等措施,抵消人类活动产生的$\ce{CO_{2}}$,达到相对“零排放”。
【构建模型】固碳是实现碳中和的重要途径之一,小组同学构建的固碳模型如下:
【小组讨论】
(1)生态固碳主要依靠植物的
光合作用
实现。(2)捕集工业排放的$\ce{CO_{2}}$制成干冰,它可用于
人工降雨(或作制冷剂等,合理均可)
。任务二:探究二氧化碳捕集。
【提出问题】氢氧化钙溶液能吸收$\ce{CO_{2}}$吗?
【进行实验】小组同学设计如下方案并完成实验。
【反思评价】
(1)步骤①中发生反应的化学方程式为
$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O}$
。(2)步骤②实验目的是
证明碳酸钙的存在
。任务三:设计低碳行动方案。
【调研访谈】同学们将收集到的低碳措施整理成表。
【创意设计】在老师指导下,同学们优化方案如下:
任务四:加强低碳环保认识。
【观察分析】综合下列两个图示信息,可总结出的规律是
全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高(合理均可)
。成果分享:通过跨学科实践活动,同学们深刻认识到碳中和目标的实现任重道远。在兼顾经济增长和环境保护等方面,要立足能源转型,促进二氧化碳吸收,为实现双碳目标而努力。
答案
4. 任务一:
(1) 光合作用
(2) 人工降雨(或作制冷剂等,合理均可)
任务二:【进行实验】塑料瓶变瘪 稀盐酸
【反思评价】
(1) $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O}$
(2) 证明碳酸钙的存在
任务三:骑自行车(或乘坐公共交通工具)出行(合理均可)
任务四:全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高(合理均可)
提示:任务一:(1)植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。(2)干冰是固态二氧化碳,干冰升华会吸收大量的热,可用于人工降雨、作制冷剂等。任务二:【进行实验】①向盛有气体的塑料瓶中加入适量氢氧化钙溶液,由于二氧化碳与氢氧化钙反应使瓶内气体减少,压强减小,所以塑料瓶变瘪。②取少量步骤①所得溶液于试管中,滴加几滴稀盐酸,因为碳酸钙能与稀盐酸反应生成二氧化碳,若有气泡产生,说明步骤①中二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙。
(1) 光合作用
(2) 人工降雨(或作制冷剂等,合理均可)
任务二:【进行实验】塑料瓶变瘪 稀盐酸
【反思评价】
(1) $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O}$
(2) 证明碳酸钙的存在
任务三:骑自行车(或乘坐公共交通工具)出行(合理均可)
任务四:全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高(合理均可)
提示:任务一:(1)植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。(2)干冰是固态二氧化碳,干冰升华会吸收大量的热,可用于人工降雨、作制冷剂等。任务二:【进行实验】①向盛有气体的塑料瓶中加入适量氢氧化钙溶液,由于二氧化碳与氢氧化钙反应使瓶内气体减少,压强减小,所以塑料瓶变瘪。②取少量步骤①所得溶液于试管中,滴加几滴稀盐酸,因为碳酸钙能与稀盐酸反应生成二氧化碳,若有气泡产生,说明步骤①中二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙。
解析
【分析】本题围绕碳中和的跨学科实践任务展开,需逐一分析各任务的考点:任务一考查植物固碳的生理过程及干冰的用途,属于基础化学知识;任务二探究氢氧化钙吸收$\ce{CO_{2}}$的实验,需结合反应导致的压强变化、产物检验来分析;任务三考查低碳措施的实际应用;任务四需结合图示信息总结$\ce{CO_{2}}$浓度与温度的关系。解题时需紧扣每个问题对应的知识点,联系生活实际和化学原理作答。
【解析】
任务一:
(1) 植物通过光合作用吸收二氧化碳,将其转化为有机物和氧气,实现生态固碳,故填光合作用;
(2) 干冰是固态$\ce{CO_{2}}$,升华时吸收大量热,可用于人工降雨、作制冷剂等,故填人工降雨(或作制冷剂等合理答案)。
任务二:
【反思评价】
(1) 步骤①中$\ce{CO_{2}}$与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O}$;
(2) 步骤②向反应后溶液中滴加稀盐酸,目的是检验反应生成的碳酸钙(碳酸钙与稀盐酸反应会产生气泡),故填证明碳酸钙的存在。
任务三:
低碳行动方案的措施可选择骑自行车出行(或乘坐公共交通工具、节约用电等合理答案)。
任务四:
结合图示信息,可总结出全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高(合理即可)。
【答案】
任务一:(1) 光合作用;(2) 人工降雨(或作制冷剂等,合理均可)
任务二:【反思评价】(1) $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O}$;(2) 证明碳酸钙的存在
任务三:骑自行车(或乘坐公共交通工具等,合理均可)
任务四:全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高(合理均可)
【知识点】光合作用、二氧化碳的性质与用途、化学方程式书写、低碳环保
【点评】本题以碳中和跨学科实践为背景,将化学知识与实际生活、环保理念相结合,既考查了基础化学知识点,又培养了学生的应用能力和环保意识,题目难度适中,贴近生活实际。
【难度系数】0.3
【解析】
任务一:
(1) 植物通过光合作用吸收二氧化碳,将其转化为有机物和氧气,实现生态固碳,故填光合作用;
(2) 干冰是固态$\ce{CO_{2}}$,升华时吸收大量热,可用于人工降雨、作制冷剂等,故填人工降雨(或作制冷剂等合理答案)。
任务二:
【反思评价】
(1) 步骤①中$\ce{CO_{2}}$与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O}$;
(2) 步骤②向反应后溶液中滴加稀盐酸,目的是检验反应生成的碳酸钙(碳酸钙与稀盐酸反应会产生气泡),故填证明碳酸钙的存在。
任务三:
低碳行动方案的措施可选择骑自行车出行(或乘坐公共交通工具、节约用电等合理答案)。
任务四:
结合图示信息,可总结出全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高(合理即可)。
【答案】
任务一:(1) 光合作用;(2) 人工降雨(或作制冷剂等,合理均可)
任务二:【反思评价】(1) $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O}$;(2) 证明碳酸钙的存在
任务三:骑自行车(或乘坐公共交通工具等,合理均可)
任务四:全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高(合理均可)
【知识点】光合作用、二氧化碳的性质与用途、化学方程式书写、低碳环保
【点评】本题以碳中和跨学科实践为背景,将化学知识与实际生活、环保理念相结合,既考查了基础化学知识点,又培养了学生的应用能力和环保意识,题目难度适中,贴近生活实际。
【难度系数】0.3
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