跨学科实践活动07 垃圾的分类与回收利用（原卷版）

跨学科实践活动07垃圾的分类与回收利用命题点一了解垃圾及其处理的意义【典例1-1】为了人类共同生活的家园，垃圾分类从我做起。某校社会实践小组的同学们对垃圾的类别、分类回收及危害产生了浓厚的兴趣并开启了项目式学习之旅。任务一：了解垃圾分类的意义（1）学会识图分拣垃圾：塑料瓶应投入的垃圾箱是(填字母序号)。垃圾的综合化分类具体可得到金属、塑料和纸屑等可再利用的资源。任务二：学习垃圾分类处理的方法【参观学习】小组同学在技术人员的指导下，了解到垃圾回收处理的过程如下：分类收集→运输→垃圾处理厂筛分→分类处理→最终处置任务三：探究垃圾焚烧产生的气体成分。【提出问题】垃圾焚烧产生的气体中是否含有SO2、CO、CO2？【查阅资料】SO2能使红色的品红溶液褪色，常用于检验SO2；紫红色酸性高锰酸钾溶液可与SO2反应而褪色，常用于除去SO2；SO2也能使澄清石灰水变浑浊，反应原理和二氧化碳使澄清石灰水变浑浊类似。【进行实验】（2）设计实验方案，探究垃圾焚烧产生的气体成分。实验步骤实验现象实验结论I将除尘后的气体通入盛有少量品红溶液的试管中红色褪去Ⅱ将除尘后的气体先通过如上图装置后，再通入盛有澄清石灰水的试管中澄清石灰水变浑浊含有CO2【反思评价】（3）小明认为通过实验步骤Ⅱ证明气体中含有二氧化碳不严谨，理由是，实验步骤Ⅱ改进为：将除尘后的气体依次通过(填实验编号①②③)。①红色的品红溶液

②紫红色酸性高锰酸钾溶液

③澄清石灰水【变式1-1】2024年中国环境日的主题为“全面推进美丽中国建设”。下列做法错误的是A．分类回收处理生活垃圾 B．随意丢弃废旧电池C．生活污水处理达标后再排放 D．喷灌、滴灌农作物【变式1-2】【科普阅读】垃圾分类是一种新时尚。现阶段我国生活垃圾的组成情况图1所示。当前我国垃圾处理方式如图2所示。其中处理厨余垃圾的方法主要有两种，一种是将厨余垃圾分类后进行堆肥处理，即通过一系列方法将厨余垃圾变成肥料，堆肥过程中温度及氧气含量变化如图3、图4所示。另一种方法是通过厌氧消化制沼气，将分类后的厨余垃圾放入沼气池中，产生的沼气可以作为燃料、发电资源所用，废渣可以用来制作鱼饲料。这两种处理方式，都可以将厨余垃圾再回收变成资源。（1）垃圾分类的意义是（写出1条即可）。（2）由图2可知，．现阶段我国垃圾处理的两种主要方式为填埋和。（3）沼气（主要成分为甲烷）燃烧反应的化学方程式为。（4）下列说法正确的是。A．空矿泉水瓶属于可回收物B．生活垃圾中餐余垃圾居首位C．生活中可通过使用布袋减少塑料垃圾的产生D．堆肥过程中，氧气含量最高时，温度也为最高命题点二垃圾分类的方法和途径【典例2-1】做好垃圾分类，实现资源再利用。下列可回收垃圾主要成分属于金属材料的是A．旧报纸 B．易拉罐 C．塑料桶 D．玻璃瓶【变式2-1】垃圾分类任重道远，下列垃圾应该放入有害物质垃圾箱的是A．烂菜叶 B．生锈C．废旧镉镍充电电池 D．旧书报【变式2-2】随着我国社会经济的发展，城市人口每天会产生大量的生活垃圾，如图是我国目前垃圾处理的常见方式。垃圾未经分类就回收或者任意丢弃都会造成环境污染，垃圾分类一般指按一定规定或标准将垃圾分类储存、投放和搬运，从而转变成公共资源的一系列活动的总称。目前垃圾主要分为四类：可回收垃圾、厨房垃圾、有害垃圾、其他垃圾。可回收垃圾经处理可再利用，如废纸经过回收、筛选和脱墨等工艺，可以重新制成高质量的新纸。将废弃金属制品进行熔炼，分离出不同成分的金属材料，再加工成新的金属制品。通过特殊的焚烧锅炉燃烧城市固体垃圾可以用来发电，垃圾发电分为垃圾焚烧发电和垃圾填埋气发电两大类。（1）现阶段我国垃圾最主要的处理方式是。（2）焚烧固体垃圾用来发电实现了能向电能的转化。（3）废弃金属回收中铁制品被腐蚀难以回收，而铝制品易回收的原因是(用化学方程式表示)。（4）垃圾未分类带来的危害有。命题点三金属垃圾的回收方案【典例3-1】随着环境问题的日益严重，垃圾的处理问题正日益被人们所重视。某垃圾处理厂对金属垃圾（主要成分是Fe、Cu、Fe2O3、SiO2）处理及综合利用的部分工艺如下图所示。

已知：SiO2不溶于水，且与硫酸溶液、碱溶液都不反应。难溶性碱不稳定，受热易分解生成金属氧化物和水。请回答下列问题：（1）操作I名称为，其中玻璃棒的作用为。（2）从Fe、Cu混合物中分离出Cu的方法为，写出Cu在生活中的一种用途。（3）写出步骤②、④中反应的化学方程式：步骤②：。步骤④：。（4）下列有关垃圾分类与处理正确的是______。A．废弃的金属和废旧干电池属于可回收垃圾B．家庭过期的药品属于有害垃圾C．碎玻璃、果皮属于其他垃圾D．垃圾分类对垃圾回收和保护环境有积极的意义【变式3-1】习近平总书记十分关心垃圾分类工作，他指出垃圾分类是社会文明水平的一个重要体现，应该对垃圾分类回收。请根据下图完成综合处理生活垃圾的有关问题。资料l：垃圾焚烧产生烟气中有SO2、HCl等有害气体，SO2与CO2的化学性质相似。资料2：硫酸亚铁容易与空气中的O2发生反应变质。（1）其它垃圾的处理①发电厂焚烧垃圾时，将能转变为电能。②吸收步骤中，石灰浆发生反应的化学方程式是(任写一个)。（2）废旧电池的回收某些废旧电池中含有危害人类健康的镉、汞等元素。回收废旧电池中的镉有以下方法：方法一

将废旧电池进行处理制得硫酸镉溶液，向其中加入足量的锌粉，得到固体镉。方法二

将废旧电池破碎成细颗粒后焙烧，镉转化为氧化镉(CdO)；将含氧化镉的细颗粒和炭粉混合，隔绝空气加热至l200℃得镉蒸气和一氧化碳。①由方法一推测，镉的金属活动性比锌(填“强”或“弱”)。②氧化镉和炭粉反应的化学方程式是，基本反应类型为。（3）生锈铁制品的回收①生锈铁制品回收利用过程中，要将硫酸亚铁溶液在氮气环境中结晶得到硫酸亚铁晶体。其中氮气的作用是。1．垃圾分类人人有责，空的塑料矿泉水瓶应该投入印有下列哪种标识的垃圾箱中A． B． C． D．2．垃圾分类人人有责，过期药品属于A．可回收物 B．其他垃圾 C．厨余垃圾 D．有害垃圾3．阅读下面科普短文。2021年，我国包括北京在内的46个城市，将要推行生活垃圾分类制度。表12020年北京市生活垃圾主要组成的质量分数(%)厨余纸类塑料玻璃金属木竹砖瓦织物53.2219.6019.591.250.152.830.600.72生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾，目前垃圾的处理方式主要为填埋、焚烧和堆肥。垃圾焚烧处置的过程中，很容易产生恶臭气体和酸性气体，如：NO2、SO2等，严重污染自然环境。二氧化氮是大气污染物之一，所带来的环境效应包括：湿地和陆生植物物种之间竞争与组成变化，大气能见度降低，地表水的酸化、富营养化等，还能与空气中的氧气和水发生化合反应，形成酸雨主要成分之一的硝酸(HNO3)。依据文章内容回答下列问题。（1）由表1可知，2020年北京市生活垃圾中数量最多的垃圾是。（2）废旧电池、过期药品属于垃圾。（3）下列既属于大气污染物又属于纯净物的是_______。A．二氧化硫 B．二氧化碳 C．二氧化氮 D．垃圾焚烧后产生的气体（4）酸雨主要成分之一是硝酸，硝酸型酸雨形成的化学方程式为，反应基本类型属于反应。4．垃圾分类是新时尚。补齐废弃物与对应垃圾种类间的连线。

5．2019年6月21日，杭州市开始在全市范围稳步推进垃圾分类管理，将生活垃圾分为如图所示的4类：杭州市生活垃圾分为四类，分别是：可回收物、有害垃圾、易腐垃圾、其他垃圾。（1）以下四种物品中属于垃圾分类中可回收物的是。A．破碗瓷片 B．过期药物 C．废旧报纸 D．枯枝落叶（2）易腐垃圾经过处理会产生沼气，沼气可以燃烧发电。沼气的主要成分是甲烷（CH4），请写出甲烷燃烧的化学方程式。（3）废电池属于“有害垃圾”，主要是因为废电池里含有大量的汞、镉、锰、铅等重金属（选填“元素”或“单质”）。6．垃圾分类具有经济和环境双重价值。在一次实践活动中，同学们开启了对垃圾的分类与回收利用的探究之旅。活动一：参观垃圾分类处理厂同学们在技术人员的指导下，了解到垃圾回收处理的过程如图1所示。（1）在参观时获悉城市生活垃圾可分为、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。（2）小组交流后确定垃圾筛分时，可根据区分铜和铝。活动二：设计制作堆肥桶（3）兴趣小组的同学就厨余垃圾的堆肥方法与肥料的使用，开展了厨余垃圾堆肥项目研究，从而改良土壤提高土壤的肥力。同学们设计的小型堆肥桶如图所示，给堆肥桶加盖的作用：一是提供无氧环境，；二是防止异味飘出。7．对垃圾进行分类回收，不仅可以避免污染环境，还可以充分利用资源。以普通锌锰电池的锌皮（主要成分是Zn和少量FeO）为原料制备纳米氧化锌，可用于催化材料、光化学半导体材料等。具体流程如图所示：（1）操作1的名称是，滤渣A的成分是。（2）写出浸出液与锌反应的化学方程式：，该反应属于（填基本反应类型）。（3）请写出分解的反应化学方程式：。（4）酸浸过程中，要注意通风、严禁明火的原因是（答出一点即可）。（5）滤液B中含有，经回收处理后可在农业上用作肥。8．垃圾焚烧促进了垃圾处置的减量化、资源化和无害化，化学兴趣小组的同学们对垃圾焚烧产生了兴趣，走进垃圾焚烧厂，展开了项目式学习之旅。项目一：了解垃圾焚烧工艺系统【实地参观】垃圾焚烧工艺系统由垃圾储存系统、焚烧系统，余热锅炉系统、烟气净化系统、汽轮发电系统、灰渣处理系统、给排水系统、渗沥液处理系统组成。【表达交流】（1）垃圾进入焚烧系统前，需要将垃圾进行分类，下列垃圾属于可回收物的是___________。(“不定项”选择)A．废旧金属 B．快递纸箱 C．食物残渣（2）为了使垃圾在焚烧系统中燃烧更加充分，可进行的操作是。(填一种即可)项目二：检验垃圾渗沥液的成分（3）【进行实验】实验操作实验现象实验结论步骤1取少量黑色的垃圾渗沥液于烧杯中，加入足量的进行吸附色素，静置。上层溶液变为无色步骤2取少量上层溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液。渗沥液中含有H+【得出结论】垃圾渗沥液中含有氢离子。【反思交流】（4）若要证明氢离子是否存在，下列试剂不能达到目的的是___________。A．pH试纸 B．Cu C．Fe2O3（5）向加有酚酞试剂的氢氧化钠溶液中加垃圾渗沥液也可证明溶液中含有氢离子。①实验中酚酞的作用是。②该反应的微观实质是。项目三：讨论垃圾焚烧的应用【讨论交流】（6）垃圾焚烧时产生的热量可用于发电，此过程中的能量转化形式为能→热能→电能。9．垃圾袋焚烧促进了垃圾处置的减量化、资源化和无害化。化学兴趣小组的同学们对垃圾焚烧产生了兴趣，他们走进垃圾焚烧厂，展开了项目式学习之旅。项目一：了解垃圾焚烧工艺系统【实地参观】垃圾焚烧工艺系统由垃圾储存系统、焚烧系统、余热锅炉系统、烟气净化系统、汽轮发电系统、灰渣处理系统、给排水系统、渗沥液处理系统组成。【表达交流】（1）垃圾进入焚烧系统前，需要将垃圾进行分类，下列垃圾属于可回收物的是______（填字母序号）。A．废旧金属 B．快递纸箱 C．食物残渣（2）为了使垃圾在焚烧系统内充分燃烧，可进行的操作是。项目二：检验垃圾渗沥液的成分【进行实验】（3）请完善下面表格。实验操作实验现象实验结论步骤1取少量黑色的垃圾渗沥液于烧杯中，加入足量的，静置上层溶液变为无色，异味消除——步骤2取少量上层溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液。渗沥液中含有H+步骤3另取少量上层溶液于试管中，向其中滴加。产生白色沉淀渗沥液中含有Cl-【得出结论】垃圾渗沥液中含有H+和Cl-【分析解释】（4）步骤3中发生反应的化学方程式是。项目三：讨论垃圾焚烧的意义【讨论交流】（5）垃圾焚烧的意义是（写一种即可）。10．垃圾被称为“放错了地方的资源”，对垃圾进行分类与回收利用是建设环境友好型社会的重要内容之一。化学兴趣小组的同学们利用周末时间对塑料垃圾的产生及危害、处理方法、焚烧后气体的成分、防止污染的途径等内容展开了项目式学习活动。活动一：调查塑料垃圾的产生及危害【走访调查】（1）同学们分成若干小组进入社区进行调查，发现人们在日常生活中很喜欢使用塑料制品，原因是。【小组交流】（2）同学们交流后认为，塑料属于材料，不易降解，废弃塑料制品的随意丢弃会造成“白色污染”。活动二：了解塑料垃圾的处理方法【咨询专家】同学们就“塑料垃圾的处理方法”咨询了垃圾处理厂的技术专家，据专家介绍，大多数可回收塑料被加工成颗粒，然后制造成新的塑料产品。然而，塑料薄膜、薄塑料袋等却不可回收利用，通常它们会被填埋或焚烧掉。【分析讨论】（3）日常生活中可被回收的塑料制品是（举一种）。活动三：探究塑料垃圾焚烧后气体的成分【查阅资料】塑料焚烧时会产生多种有害气体，特别是用于包装物品的塑料袋中常含氯元素，焚烧后会产生氯化氢气体。【实验验证】（4）同学们在实验室中进行了以下实验，探究含氯塑料焚烧产生的气体中是否有氯化氢。实验步骤实验现象实验结论①取少量含氯塑料置于焚烧炉中进行焚烧，将焚烧产生的气体通入水中含氯塑料焚烧产生的气体中有氯化氢②取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液③另取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加适量稀硝酸和产生白色沉淀【反思评价】（5）实验步骤③中发生反应的化学方程式为。（6）有同学认为，塑料属于有机物，所以步骤②中实验现象产生的原因还可能是