李曉峰
STSE 是science(科學(xué))、technology(技術(shù))、society(社會(huì))、environment(環(huán)境)4個(gè)英文單詞的縮寫.化學(xué)與STSE的試題是近幾年高考的必考題,試題常以人們的日常生產(chǎn)生活、社會(huì)熱點(diǎn)問題等為情境,考查的知識(shí)涉及物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及變化原理或反應(yīng)類型,依據(jù)性質(zhì)判斷用途等基礎(chǔ)問題.試題情境起點(diǎn)一般都較高,但其落點(diǎn)較低,值得深入探究.本文進(jìn)行歸納整理,以期提升學(xué)生解答此方面問題的效率.
1 考查生產(chǎn)生活中的化學(xué)
該類試題以日常生產(chǎn)生活為情境,考查學(xué)生利用基本概念、基本原理來解釋或判斷相關(guān)現(xiàn)象和問題的能力.試題遵循高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),緊扣教材,回歸課堂,將課堂上學(xué)到的知識(shí)與生產(chǎn)生活實(shí)際緊密聯(lián)系,突出了新高考“立德樹人”引導(dǎo)教學(xué)的核心思想,同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)的興趣;既發(fā)揮基礎(chǔ)內(nèi)容在培養(yǎng)關(guān)鍵能力、發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)方面的地位和作用,又有利于引導(dǎo)師生在平時(shí)學(xué)習(xí)中重視并落實(shí)基礎(chǔ),體現(xiàn)測(cè)試的基礎(chǔ)性要求;既可有效地鑒別學(xué)生的基礎(chǔ)是否扎實(shí),又可引導(dǎo)教師遵循教育規(guī)律、嚴(yán)格按照高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行教學(xué).
例1 (2023年全國乙卷)下列應(yīng)用中涉及氧化還原反應(yīng)的是().
A.使用明礬對(duì)水進(jìn)行凈化
B.雪天道路上撒鹽融雪
C.暖貼中的鐵粉遇空氣放熱
D.熒光指示牌被照發(fā)光
選項(xiàng)A 中明礬對(duì)水進(jìn)行凈化的原理是明礬所電離出的Al3+ 發(fā)生水解生成Al(OH)3 膠體,該膠體粒子可吸附水中的懸浮顆粒并沉降使水變得澄清,該過程中沒有元素化合價(jià)的升降,未涉及氧化還原反應(yīng).選項(xiàng)B是由于雪遇到鹽而使其熔點(diǎn)降低并融化,該過程中沒有元素化合價(jià)的升降.選項(xiàng)D 熒光指示牌被照發(fā)光,是因?yàn)楣庠谥甘九粕习l(fā)生了反射,該過程中沒有元素化合價(jià)的升降,也未涉及氧化還原反應(yīng),以上均不符合題意.選項(xiàng)C 暖貼中的鐵粉遇空氣放熱,又因暖貼中含有鐵粉、碳粉、氯化鈉、水等物質(zhì),這些物質(zhì)遇到空氣后形成無數(shù)微小原電池(化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能),無數(shù)微小原電池堆積在一起使得電能又轉(zhuǎn)化為熱能,該過程中鐵元素和氧元素的化合價(jià)發(fā)生變化,涉及氧化還原反應(yīng).答案為C.
例2 (2023年全國甲卷)化學(xué)與生活密切相關(guān),下列說法正確的是().
A.苯甲酸鈉可作為食品防腐劑是由于其具有酸性
B.豆?jié){能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)是由于膠體粒子對(duì)光線的散射
C.SO2 可用于絲織品漂白是由于其能氧化絲織品中的有色成分
D.維生素C可用作水果罐頭的抗氧化劑是由于其難以被氧化
苯甲酸鈉屬于強(qiáng)堿弱酸鹽,水解后其水溶液呈堿性并非酸性,選項(xiàng)A 不正確.豆?jié){屬于膠體,膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng),是由于膠體粒子對(duì)光線發(fā)生了散射,選項(xiàng)B正確.SO2 可用于絲織品漂白是由于其能與絲織品中有色成分化合生成穩(wěn)定的無色物質(zhì),并非氧化所致,選項(xiàng)C不正確.維生素C具有很強(qiáng)的還原性,容易被氧氣氧化,從而防止水果被氧化,選項(xiàng)D不正確.答案為B.
例3 (2023年廣東卷)建設(shè)美麗鄉(xiāng)村,守護(hù)中華家園,衣食住行皆化學(xué).下列說法正確的是().
A.千家萬戶通光纖,光纖的主要材質(zhì)為Si
B.鄉(xiāng)村公路鋪瀝青,瀝青屬于天然無機(jī)材料
C.美容扮靚迎佳節(jié),化妝品中的甘油難溶于水
D.均衡膳食助健康,主食中的淀粉可水解為葡萄糖
光纖的主要成分為二氧化硅(平時(shí)學(xué)生極易與晶體硅混淆),選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.瀝青屬于有機(jī)材料,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.甘油溶于水,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.淀粉水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖,選項(xiàng)D正確.答案為D.
例4 (2023年1月浙江卷)物質(zhì)的性質(zhì)決定用途,下列兩者對(duì)應(yīng)關(guān)系不正確的是().
A.SO2 能使某些色素褪色,可用作漂白劑
B.金屬鈉導(dǎo)熱性好,可用作傳熱介質(zhì)
C.NaClO 溶液呈堿性,可用作消毒劑
D.Fe2O3 呈紅色,可用作顏料
SO2 水溶液具有漂白性,可與某些色素化合而褪色(漂白可逆、不穩(wěn)定),選項(xiàng)A 正確.鈉導(dǎo)熱性能好,所以液態(tài)鈉可作為核反應(yīng)堆的傳熱介質(zhì),選項(xiàng)B正確.NaClO 溶液用于殺菌消毒,是因?yàn)槠渚哂袕?qiáng)氧化性,選項(xiàng)C不正確.Fe2O3 的顏色為紅色,故可用作紅色顏料,選項(xiàng)D正確.答案為C.
2 考查中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中的化學(xué)
?普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)?指出,要繼承和弘揚(yáng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、革命文化,發(fā)展社會(huì)主義先進(jìn)文化.這類試題以中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化為情境,主要考查學(xué)生對(duì)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中涉及的物質(zhì)的了解程度.試題一般以文物、中藥等為素材,展示中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,要求學(xué)生堅(jiān)定理想信念、厚植愛國主義情懷,提升品德修養(yǎng);也讓學(xué)生感受化學(xué)學(xué)科的獨(dú)特價(jià)值,引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀,發(fā)揮化學(xué)試題的“立德樹人”作用;同時(shí)激發(fā)學(xué)生為中華民族偉大復(fù)興而奮斗的責(zé)任感和使命感,引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)文化自信,自覺傳承科學(xué)文化.
例5 (2023年廣東卷)“高山流水覓知音.”下列中國古樂器中,主要由硅酸鹽材料制成的是().
九霄環(huán)佩木古琴的主要構(gòu)成材料是木材,琴弦由動(dòng)物筋制得,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.裴李崗文化骨笛由動(dòng)物骨骼構(gòu)成,選項(xiàng)B 錯(cuò)誤.商朝后期陶塤屬于陶瓷,由硅酸鹽制成,選項(xiàng)C正確.曾侯乙青銅編鐘主要由合金材料制成,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案為C.
例6 (2023年山東卷)下列之物具有典型的齊魯文化特色,據(jù)其主要化學(xué)成分不能與其他三種歸為一類的是().
A.泰山墨玉B.龍山黑陶
C.齊國刀幣D.淄博琉璃
墨玉、黑陶、琉璃均為陶瓷制品,屬于硅酸鹽制品,主要成分為硅酸鹽,而刀幣的主要成分為青銅,屬于合金類,答案為C.
例7 (2023年湖南卷)中華文化源遠(yuǎn)流長,化學(xué)與文化傳承密不可分.下列說法錯(cuò)誤的是().
A.青銅器“四羊方尊”的主要材質(zhì)為合金
B.長沙走馬樓出土的竹木簡牘主要成分是纖維素
C.蔡倫采用堿液蒸煮制漿法造紙,該過程不涉及化學(xué)變化
D.銅官窯彩瓷是以黏土為主要原料,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的
四羊方尊由青銅制成,屬合金范疇,選項(xiàng)A說法正確.B中竹木簡牘由竹子、木頭等原料制成,竹子、木頭的主要成分是纖維素,選項(xiàng)B說法正確.蔡倫用堿液制漿法造紙,將原料放在堿液中蒸煮,原料在堿性環(huán)境下發(fā)生反應(yīng)使原有的粗漿纖維變成細(xì)漿,該過程涉及化學(xué)變化,選項(xiàng)C說法錯(cuò)誤.制備陶瓷時(shí)主要原料黏土在高溫下燒結(jié)定型生成硅酸鋁,選項(xiàng)D說法正確.答案為C.
例8 (2023年全國新課標(biāo)卷)化學(xué)在文物的研究和修復(fù)中有重要作用.下列說法錯(cuò)誤的是().
A.竹簡的成分之一纖維素屬于天然高分子
B.龜甲的成分之一羥基磷灰石屬于無機(jī)物
C.古陶瓷修復(fù)所用的熟石膏,其成分為Ca(OH)2
D.古壁畫顏料中所用的鐵紅,其成分為Fe2O3
纖維素的化學(xué)式為(C6H10O5)n ,其相對(duì)分子質(zhì)量較高,是一種天然高分子化合物,選項(xiàng)A 說法正確.羥基磷灰石又稱羥磷灰石、堿式磷酸鈣,化學(xué)式為[Ca10(PO4)6(OH)2],屬于無機(jī)物,選項(xiàng)B說法正確.熟石膏主要成分為2CaSO4.H2O,Ca(OH)2為熟石灰的主要成分,選項(xiàng)C說法錯(cuò)誤.Fe2O3(俗稱鐵紅)為紅色,常被用于油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料中,選項(xiàng)D說法正確.答案為C.
3 考查現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)中的化學(xué)
這類試題素材來自工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐,常以現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)為情境,目的是推進(jìn)依標(biāo)施考.試題素材情境取材廣泛,常涉及航空航天、航海潛艇(蛟龍?zhí)枺?、雷達(dá)信息、化學(xué)電源、新能源的開發(fā)、芯片、中國天眼望遠(yuǎn)鏡、化工環(huán)保等科技成果,目的是厚植家國情懷,落實(shí)“立德樹人”根本任務(wù).試題一般起點(diǎn)都較高,但其落點(diǎn)較低,在考查學(xué)科必備知識(shí)和關(guān)鍵能力的同時(shí),也考查應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中的化學(xué)原理,充分體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科推動(dòng)科技發(fā)展和人類社會(huì)進(jìn)步的重要作用,彰顯化學(xué)學(xué)科的價(jià)值.
例9 (2023年湖北卷)2023年5月10日,天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船成功發(fā)射,標(biāo)志著我國航天事業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展新階段.下列不能作為火箭推進(jìn)劑的是().
A.液氮—液氫B.液氧—液氫
C.液態(tài)NO2—肼 D.液氧—煤油
氮?dú)馀c氫氣在一定的條件下可以反應(yīng)且放熱,但該反應(yīng)速率很慢,在極短時(shí)間內(nèi)不能產(chǎn)生大量的熱量和大量氣體,所以液氮—液氫不能作為火箭推進(jìn)劑,選項(xiàng)A 符合題意.氫氣可以在氧氣中燃燒,反應(yīng)速率很快且放出大量的熱,生成大量氣體,所以液氧—液氫能作為火箭推進(jìn)劑,選項(xiàng)B不符合題意.肼和NO2 在一定的條件下可以發(fā)生劇烈反應(yīng),該反應(yīng)放出大量的熱及大量氣體,所以液態(tài)NO2—肼能作為火箭推進(jìn)劑,選項(xiàng)C 不符合題意.煤油可以在氧氣中燃燒,反應(yīng)速率很快且放出大量的熱,生成大量氣體,所以液氧—煤油也能作為火箭推進(jìn)劑,選項(xiàng)D不符合題意.答案為A.
例10 (2023年遼寧卷)科技是第一生產(chǎn)力,我國科學(xué)家在諸多領(lǐng)域取得新突破.下列說法錯(cuò)誤的是().
A.利用CO2 合成了脂肪酸:實(shí)現(xiàn)了無機(jī)小分子向有機(jī)高分子的轉(zhuǎn)變
B. 發(fā)現(xiàn)了月壤中的“嫦娥石”[(Ca8Y)Fe(PO4)7]:其成分屬于無機(jī)鹽
C.研制了高效率鈣鈦礦太陽能電池,其能量轉(zhuǎn)化形式:太陽能→電能
D.革新了海水原位電解制氫工藝:其關(guān)鍵材料多孔聚四氟乙烯耐腐蝕
常見的脂肪酸不屬于有機(jī)高分子,選項(xiàng)A 說法錯(cuò)誤.嫦娥石含有Y、Ca、Fe等,屬于無機(jī)化合物,又因含有磷酸根,是復(fù)雜的無機(jī)鹽,選項(xiàng)B說法正確.鈦鈣礦太陽能電池屬電池類,可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,選項(xiàng)C說法正確.海水中含有大量的無機(jī)鹽成分,可以將大多數(shù)物質(zhì)腐蝕,而聚四氟乙烯塑料被稱為塑料王,耐酸、耐堿、不易被海水腐蝕,選項(xiàng)D說法正確.答案為A.
例11 (2023年6月浙江卷)材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ).下列材料主要成分屬于有機(jī)物的是().
A.石墨烯 B.不銹鋼
C.石英光導(dǎo)纖維D.聚酯纖維
石墨烯是由單層碳原子構(gòu)成的具有平面結(jié)構(gòu)的新型碳材料,屬于無機(jī)物.不銹鋼是Fe、Cr、Ni等的合金,屬于金屬材料.石英光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO2,屬于無機(jī)非金屬材料.聚酯纖維俗稱“滌綸”,它是由有機(jī)二元酸和二元醇縮聚而成的聚酯經(jīng)紡絲所得的合成纖維,屬于有機(jī)物,此選項(xiàng)符合題意.答案為D.
例12 (2023年北京卷)中國科學(xué)家首次成功制得大面積單晶石墨炔,是碳材料科學(xué)的一大進(jìn)步.下列關(guān)于金剛石、石墨、石墨炔的說法正確的是().
A.3種物質(zhì)中均有碳碳原子間的σ鍵
B.3種物質(zhì)中的碳原子都是sp3 雜化
C.3種物質(zhì)的晶體類型相同
D.3種物質(zhì)均能導(dǎo)電
原子間優(yōu)先要形成σ鍵,3種物質(zhì)中均存在σ鍵,選項(xiàng)A 正確.金剛石中所有碳原子均采取sp3 雜化,石墨中所有碳原子均采取sp2 雜化,石墨炔中苯環(huán)上的碳原子采取sp2 雜化,碳碳三鍵上的碳原子采取sp雜化,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.金剛石為共價(jià)晶體,石墨炔為分子晶體,石墨為混合晶體,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.金剛石中無自由移動(dòng)的電子,不能導(dǎo)電,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案為A.
例13 (2023年廣東卷)科教興國,“可上九天攬?jiān)?,可下五洋捉鱉”.下列說法正確的是().
A.“天舟六號(hào)”為中國空間站送去推進(jìn)劑Xe氣,Xe是第ⅠA 族元素
B.火星全球影像彩圖顯示了火星表土顏色,表土中赤鐵礦主要成分為FeO
C.創(chuàng)造了可控核聚變運(yùn)行紀(jì)錄的“人造太陽”,其原料中的2H 與3H 互為同位素
D.“深地一號(hào)”為進(jìn)軍萬米深度提供核心裝備,制造鉆頭用的金剛石為金屬晶體
Xe原子序數(shù)為54,在元素周期表中處于第5周期0族,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.赤鐵礦的主要成分是Fe2O3,并非是FeO,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.2H 與3H 具有相同質(zhì)子數(shù),不同中子數(shù),互為同位素,選項(xiàng)C正確.金剛石是共價(jià)晶體,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案為C.
啟示 通過上述分類對(duì)照分析,2023年高考中此類題型總體較簡單,但如果沒有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)作后盾,這類題也未必能得分,因?yàn)檫x項(xiàng)中考查的內(nèi)容涉及知識(shí)面廣而龐雜,這類試題所考查的知識(shí)均源于課本基礎(chǔ)知識(shí),主要涉及以下幾個(gè)方面:
1)對(duì)化學(xué)基本概念的考查:如氧化還原反應(yīng),水解、漂白原理,氣體干燥、消毒與凈化原理,食品添加劑,防腐劑等.
2)對(duì)元素及其化合物組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用的考查:要求對(duì)每一族代表物的通性及特性對(duì)照分析且能熟練運(yùn)用.
3)對(duì)環(huán)保問題要熟悉,如常見的污染類型:霧霾、酸雨、溫室效應(yīng)、白色污染、臭氧空洞、光化學(xué)煙霧、赤潮、水體污染、土壤污染等的成因及防治措施等.
4)對(duì)能源的分類及能源的開發(fā)與利用要進(jìn)行對(duì)照分析.
5)掌握日常生活中材料的分類,如有機(jī)高分子材料、天然高分子材料、無機(jī)非金屬材料等.
6)對(duì)現(xiàn)代高科技產(chǎn)品中涉及的元素及其化合物的性質(zhì)要高度重視.
總之,此類試題總體難度不大,但涉及的知識(shí)面廣,考查了學(xué)生歸納、比較、整合知識(shí)的能力,要求學(xué)生必須具有從化學(xué)視角去認(rèn)識(shí)日常生產(chǎn)、生活、科技發(fā)展、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化及熱點(diǎn)問題的意識(shí).所以,無論是高三復(fù)習(xí)還是平時(shí)的教與學(xué)中,要夯實(shí)基礎(chǔ),善于總結(jié)、歸納、比較,這樣才能將提升化學(xué)素養(yǎng)落到實(shí)處,才能大幅度提高學(xué)習(xí)效率.