揭秘中考化学STSE题型

马伟永

(甘肃省山丹县教育局,甘肃 张掖 734106)

STSE是英语单词Science(科学)、Technology (技术)、Society (社会)、Environment (环境)的首字母缩写成的.这类试题通常是起点高、落点低,与生活、科技和环境紧密相联.一般选择最新科技成果、与社会生活联系紧密的材料等来作为命题的载体,知识一般来源于教材,但最终都是用所学过的化学知识来解决问题[1].

1 新科技中的化学知识

例1 (2023·山西,节选)科技缔造生活,创新筑梦未来.我国飞速发展的科学技术在让青少年深成骄傲和自豪的同时,对培养创新意识、科学精神和家国情怀都具有深远的意义.

(3)我国空间站的问天舱中,通过无土栽培种植了螺旋生长的水稻,其栽培过程用到的营养液中,需要量较大的一种营养元素为____(用符号表示).值得赞誉的是,空间站的太阳能电池翼应用了我国自主研发的、全球第一的砷化镓太阳能技术.砷化镓中,砷和镓的原子结构示意图依次如图1、2所示,其中x=____,二者相比,原子结构不同之处为____.

图1 砷原子结构示意图 图2 镓原子结构示意图

(4)在航母、高铁和空间站建设中,钛和钛合金以其优良的性能而得到普遍应用.钛是用铝粉与二氧化钛(TiO2)在高温条件下发生置换反应制得的,同时生成氧化铝,该反应的化学方程式为____.

2 新材料中的化学知识

例2(2023·云南)中国某研究团队受“弓弩”等结构启发,研制出一种名为“碳弹簧”的新型碳材料,被认为是制造智能磁性材料的理想原料,有望用于外太空探测.

(1)古代弓弩一般使用多层竹、木片制作,竹的主要成分是纤维素,纤维素属于____(填标号).

A.蛋白质 B.糖类 C.油脂 D.维生素

(2)“碳弹簧”由多孔碳材料制作而成,碳元素能组成多种碳单质,它们的物理性质存在较大差异的原因是____.

(3)CoFe2O4也是制造智能磁性材料的原料之一,己知CoFe2O4中铁元素的化合价为+3价,则钴(Co)元素的化合价为____.钴在元素周期表中的信息如图3所示,你能得到的一条信息是____.

图3 钴在元素周期表中的信息

(4)发射外太空探测设备最理想的燃料是液态氢.实验室可通过电解水的方法制取氢气,反应的化学方程式为____,该反应属于基本反应类型中的____.

解析(1)纤维素属于糖类.(2)它们的物理性质存在较大差异的原因是碳原子的排列方式不同.(3)根据在化合物中正负化合价代数和为零,铁元素显+3,氧元素显-2,设钴元素(Co)的化合价是x,则x+(+3)×2+(-2)×4=0,则x=+2.根据元素周期表中的一格可知,左上角的数字表示原子序数,该元素的原子序数为27;钴带“钅”字旁,属于金属元素;汉字下面的数字表示相对原子质量,该元素的相对原子质量为58.93.(4)水在通电的条件下分解为氢气和氧气,该反应属于分解反应.

3 社会热点事件中的化学知识

例3(2023·陕西)近年来,从“嫦娥”奔月到“天问”探火,中国航天技术在人类探索浩渺宇宙的前沿不断创新、突破.

(1)“嫦娥五号”取回的月岩主要成分是钛酸亚铁,其化学式为FeTiO3.下列说法正确的是____(填字母).

A.月岩是一种氧化物

B.FeTiO3中钛元素的化合价为+4

C.FeTiO3中存在Fe3+

(3)航天科技也改变着我们的生活.在太空经过基因改良培育的“航西瓜”“航甜瓜”,因其所含糖分、水分高而更加香甜可口,其中糖类属于____(填“有机”或“无机”)营养素.

解析(1)月岩中含有多种物质,是一种混合物,A错误;FeTiO3中铁元素的化合价为+2,氧元素显-2价,设其中钛元素的化合价为x,则(+2)+x+(-2)×3=0,x=+4,B正确;FeTiO3中存在Fe2+,C错误;(2)由反应的化学方程式可知,反应前有1个硅原子、2个氧原子和2个碳原子,反应后有1个硅原子,由质量守恒定律可知,反应前后原子的种类和数目不变,2个X分子中含有2个氧原子和2个碳原子,则1个X分子中含有1个氧原子和1个碳原子,所以X的化学式为CO;该反应属于置换反应;(3)糖类是一种含碳元素的化合物,属于有机营养素.

答案:(1)B (2)CO 置换 (3)有机

4 环境保护中的化学知识

例4(2023·湖南长沙)为解决温室效应加剧问题,科学家正在研究如图4所示的二氧化碳新的循环体系.

图4 二氧化碳新的循环体系

(1)罐装液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中的,请你从分子的角度分析并解释____.

(2)使用汽油为燃料时,机动车尾气中可能含有的污染空气的物质是____.

(3)若将 36 g水完全分解最多能产生氢气的质量是____g.

(4)转化大气中的二氧化碳也能缓解温室效应,转化途径有自然界转化和人为转化.下列属于自然界转化的是____.

A.光合作用 B.海洋吸收 C..工业利用

解析(1)罐装液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中的,是因为分子间有间隔,气体受压后,分子间的间隔变小;(2)使用汽油为燃料时,机动车尾气中可能含有的污染空气的物质是一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、炭粒、尘粒、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等;(3)水通电分解生成氢气和氧气,反应前后氢元素的质量不变,若将36 g水完全分解最多能产生氢气的质量是36 g×2/18×100%=4 g;(4)转化大气中的二氧化碳也能缓解温室效应,转化途径有自然界转化和人为转化,光合作用、海洋吸收均属于自然界转化,工业利用属于人为转化.

答案:(1)压强增大,气体分子间的间隔减小 (2)一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、炭粒、尘粒、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘(合理即可) (3)4 (4)AB

5 体育运动中的化学知识

例5(2023·江苏连云港,节选)激动人心、令人赏心悦目的体育运动中,处处充满着化学知识.

(2)足球比赛中可向球员受伤部位喷氯乙烷(CH3CH2Cl)来缓解疼痛.从物质分类的角度看,氯乙烷属于____.

(4)体育机构允许运动员使用的药物有:葡萄糖、氨基酸混合物和维生素C等.

①以上三种物质中,可以预防坏血病的是____.

②葡萄糖(C6H12O6)在人体内酶的催化下与O2反应生成CO2和H2O,同时提供人体所需能量.该反应的化学方程式为____.

答案:(略)

6 日常生活、生产中的化学知识

例6(2023·山东枣庄,节选)化学是推动人类社会可持续发展的重要力量.古今对比,社会生活发生了重大变革.

(1)净水——古时主要以自然沉降为主,如今常用高铁酸钾(K2FeO4),既能净水又能消毒.高铁酸钾中铁元素的化合价为____.

(2)出行——古时主要是步行或马车代步,如今乘坐汽车高铁、飞机,大大缩短了出行时间.我国高铁上使用了大量的铝合金,合金属于____(填“有机高分子材料”或“金属材料”).

(3)记录——古时用墨在竹简 、绢帛、纸张上记录信息,如今大量信息可存储在芯片上.某芯片的主要成分为氮化镓(GaN),可利用镓与氨在高温下反应制取,同时生成一种气体单质,该气体单质为____(填化学式).

解析(1)高铁酸钾中钾元素显+1价,氧元素显-2价,设铁元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,则(+1)×2+x+(-2)×4=0,x=+6.(2)有机高分子材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶;金属材料包括合金和纯金属,铝合金属于金属材料.(3)氮化镓(GaN)可利用镓与氨在高温下反应制取,同时生成一种气体单质,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Ga、N、H,生成物中含Ga、N,故生成物中还应含氢元素,故生成的气体单质是H2.

答案:(1)+6 (2)金属材料 (3)H2