揭秘中考化學STSE題型

摘 要：近年來，涉及STSE知識的命題已成為全國各省市中考化學命題的熱點.據(jù)此，文章對中考化學中的“STSE”的考查內容及其常見題型進行了分類和總結.

關鍵詞：題型；STSE；中考化學

中圖分類號：G632?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2023）35-0131-03

STSE是英語單詞Science（科學）、Technology （技術）、Society （社會）、Environment （環(huán)境）的首字母縮寫成的.這類試題通常是起點高、落點低，與生活、科技和環(huán)境緊密相聯(lián).一般選擇最新科技成果、與社會生活聯(lián)系緊密的材料等來作為命題的載體，知識一般來源于教材，但最終都是用所學過的化學知識來解決問題［1］.

1新科技中的化學知識

例1 （2023·山西，節(jié)選）科技締造生活，創(chuàng)新筑夢未來.我國飛速發(fā)展的科學技術在讓青少年深成驕傲和自豪的同時，對培養(yǎng)創(chuàng)新意識、科學精神和家國情懷都具有深遠的意義.

（3）我國空間站的問天艙中，通過無土栽培種植了螺旋生長的水稻，其栽培過程用到的營養(yǎng)液中，需要量較大的一種營養(yǎng)元素為_______（用符號表示）.值得贊譽的是，空間站的太陽能電池翼應用了我國自主研發(fā)的、全球第一的砷化鎵太陽能技術.砷化鎵中，砷和鎵的原子結構示意圖依次如圖1、2所示，其中x=_______，二者相比，原子結構不同之處為_______.

（4）在航母、高鐵和空間站建設中，鈦和鈦合金以其優(yōu)良的性能而得到普遍應用.鈦是用鋁粉與二氧化鈦（TiO2）在高溫條件下發(fā)生置換反應制得的，同時生成氧化鋁，該反應的化學方程式為_______.

解析 （3）農(nóng)作物生長需要大量的N、P、K元素.在原子中，核外電子數(shù)=質子數(shù)，所以31=2+8+18+x，則x=3；對比砷和鎵的原子結構示意圖可知，兩者原子結構不同之處為核電荷數(shù)不同或最外層電子數(shù)不同；（4）鋁粉與二氧化鈦（TiO2）在高溫條件下發(fā)生置換反應除生成鈦外，同時還生成氧化鋁，反應的化學方程式為4Al+3TiO2高溫3Ti+2Al2O3.

答案：（3）N或P或K 3 核電荷數(shù)不同或最外層電子數(shù)不同 （4）4Al+3TiO2高溫3Ti+2Al2O3

2 新材料中的化學知識

例2 （2023·云南）中國某研究團隊受“弓弩”等結構啟發(fā)，研制出一種名為“碳彈簧”的新型碳材料，被認為是制造智能磁性材料的理想原料，有望用于外太空探測.

（1）古代弓弩一般使用多層竹、木片制作，竹的主要成分是纖維素，纖維素屬于_______（填標號）.

A.蛋白質 B.糖類 C.油脂 D.維生素

（2）“碳彈簧”由多孔碳材料制作而成，碳元素能組成多種碳單質，它們的物理性質存在較大差異的原因是_______.

（3）CoFe2O4也是制造智能磁性材料的原料之一，己知CoFe2O4中鐵元素的化合價為+3價，則鈷（Co）元素的化合價為_______.鈷在元素周期表中的信息如圖3所示，你能得到的一條信息是_______.

（4）發(fā)射外太空探測設備最理想的燃料是液態(tài)氫.實驗室可通過電解水的方法制取氫氣，反應的化學方程式為_______，該反應屬于基本反應類型中的_______.

解析 （1）纖維素屬于糖類.（2）它們的物理性質存在較大差異的原因是碳原子的排列方式不同.（3）根據(jù)在化合物中正負化合價代數(shù)和為零，鐵元素顯+3，氧元素顯-2，設鈷元素（Co）的化合價是x，則x+（+3）×2+（-2）×4=0，則x=+2.根據(jù)元素周期表中的一格可知，左上角的數(shù)字表示原子序數(shù)，該元素的原子序數(shù)為27；鈷帶“钅”字旁，屬于金屬元素；漢字下面的數(shù)字表示相對原子質量，該元素的相對原子質量為58.93.（4）水在通電的條件下分解為氫氣和氧氣，該反應屬于分解反應.

答案：（1）B （2）碳原子的排列方式不同 （3）+2 鈷原子核內有27個質子等合理即可 （4）2H2O通電2H2↑+O2↑ 分解反應

3 社會熱點事件中的化學知識

例3 ?（2023·陜西）近年來，從“嫦娥”奔月到“天問”探火，中國航天技術在人類探索浩渺宇宙的前沿不斷創(chuàng)新、突破.

（1）“嫦娥五號”取回的月巖主要成分是鈦酸亞鐵，其化學式為FeTiO3.下列說法正確的是_______（填字母）.

A.月巖是一種氧化物

B.FeTiO3中鈦元素的化合價為+4

C.FeTiO3中存在Fe3+

（2）“天問一號”探測器的太用能電池板使用的材料是硅.工業(yè)上利用石英砂（主要成分為SiO2）制取粗硅的反應原理是SiO2+2C高溫Si+2X↑，則X為_______，該反應屬于基本反應類型中的_______反應.

（3）航天科技也改變著我們的生活.在太空經(jīng)過基因改良培育的“航西瓜”“航甜瓜”，因其所含糖分、水分高而更加香甜可口，其中糖類屬于_______（填“有機”或“無機”）營養(yǎng)素.

解析 （1）月巖中含有多種物質，是一種混合物，A錯誤；FeTiO3中鐵元素的化合價為+2，氧元素顯-2價，設其中鈦元素的化合價為x，則（+2）+x+（-2）×3=0，x=+4，B正確；FeTiO3中存在Fe2+，C錯誤；（2）由反應的化學方程式可知，反應前有1個硅原子、2個氧原子和2個碳原子，反應后有1個硅原子，由質量守恒定律可知，反應前后原子的種類和數(shù)目不變，2個X分子中含有2個氧原子和2個碳原子，則1個X分子中含有1個氧原子和1個碳原子，所以X的化學式為CO；該反應屬于置換反應；（3）糖類是一種含碳元素的化合物，屬于有機營養(yǎng)素.

答案：（1）B （2）CO 置換 （3）有機

4 環(huán)境保護中的化學知識

例4 ?（2023·湖南長沙）為解決溫室效應加劇問題，科學家正在研究如圖4所示的二氧化碳新的循環(huán)體系.

（1）罐裝液化石油氣是經(jīng)加壓后壓縮到鋼瓶中的，請你從分子的角度分析并解釋_______.

（2）使用汽油為燃料時，機動車尾氣中可能含有的污染空氣的物質是_______.

（3）若將 36 g水完全分解最多能產(chǎn)生氫氣的質量是_______g.

（4）轉化大氣中的二氧化碳也能緩解溫室效應，轉化途徑有自然界轉化和人為轉化.下列屬于自然界轉化的是_______.

A.光合作用 B.海洋吸收 C..工業(yè)利用

解析 （1）罐裝液化石油氣是經(jīng)加壓后壓縮到鋼瓶中的，是因為分子間有間隔，氣體受壓后，分子間的間隔變小；（2）使用汽油為燃料時，機動車尾氣中可能含有的污染空氣的物質是一氧化碳、未燃燒的碳氫化合物、炭粒、塵粒、氮的氧化物、含鉛化合物和煙塵等；（3）水通電分解生成氫氣和氧氣，反應前后氫元素的質量不變，若將36 g水完全分解最多能產(chǎn)生氫氣的質量是36 g×2/18×100%=4 g；（4）轉化大氣中的二氧化碳也能緩解溫室效應，轉化途徑有自然界轉化和人為轉化，光合作用、海洋吸收均屬于自然界轉化，工業(yè)利用屬于人為轉化.

答案：（1）壓強增大，氣體分子間的間隔減小 （2）一氧化碳、未燃燒的碳氫化合物、炭粒、塵粒、氮的氧化物、含鉛化合物和煙塵（合理即可） （3）4 ?（4）AB

5 體育運動中的化學知識

例5 ?（2023·江蘇連云港，節(jié)選）激動人心、令人賞心悅目的體育運動中，處處充滿著化學知識.

（1）體操、舉重等運動員賽前常在手上涂抹碳酸鎂（MgCO3）粉末.碳酸鎂是由_______（填離子符號）和CO2-3構成.

（2）足球比賽中可向球員受傷部位噴氯乙烷（CH3CH2Cl）來緩解疼痛.從物質分類的角度看，氯乙烷屬于_______.

（4）體育機構允許運動員使用的藥物有：葡萄糖、氨基酸混合物和維生素C等.

①以上三種物質中，可以預防壞血病的是_______.

②葡萄糖（C6H12O6）在人體內酶的催化下與O2反應生成CO2和H2O，同時提供人體所需能量.該反應的化學方程式為_______.

解析 （1）碳酸鎂是由鎂離子與碳酸根離子構成的，鎂離子符號為Mg2+；（2）氯乙烷（CH3CH2C1）是由一種物質組成的，屬于純凈物，該純凈物是由多種元素組成的，屬于化合物，該化合物中含有碳元素，屬于有機物；（4）①維生素C可以預防壞血病；②人體內葡萄糖在酶的催化作用下，與氧氣反應生成二氧化碳和水，該反應的化學方程式為C6H12O6+6O2酶6CO2+6H2O.

答案：（略）

6 日常生活、生產(chǎn)中的化學知識

例6 ?（2023·山東棗莊，節(jié)選）化學是推動人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要力量.古今對比，社會生活發(fā)生了重大變革.

（1）凈水——古時主要以自然沉降為主，如今常用高鐵酸鉀（K2FeO4），既能凈水又能消毒.高鐵酸鉀中鐵元素的化合價為_______.

（2）出行——古時主要是步行或馬車代步，如今乘坐汽車高鐵、飛機，大大縮短了出行時間.我國高鐵上使用了大量的鋁合金，合金屬于_______（填“有機高分子材料”或“金屬材料”）.

（3）記錄——古時用墨在竹簡 、絹帛、紙張上記錄信息，如今大量信息可存儲在芯片上.某芯片的主要成分為氮化鎵（GaN），可利用鎵與氨在高溫下反應制取，同時生成一種氣體單質，該氣體單質為_______（填化學式）.

解析 （1）高鐵酸鉀中鉀元素顯+1價，氧元素顯-2價，設鐵元素的化合價為x，根據(jù)化合物中，正、負化合價的代數(shù)和為零，則（+1）×2+x+（-2）×4=0，x=+6.（2）有機高分子材料包括塑料、合成纖維和合成橡膠；金屬材料包括合金和純金屬，鋁合金屬于金屬材料.（3）氮化鎵（GaN）可利用鎵與氨在高溫下反應制取，同時生成一種氣體單質，根據(jù)質量守恒定律，化學反應前后，元素的種類不變，反應物中含Ga、N、H，生成物中含Ga、N，故生成物中還應含氫元素，故生成的氣體單質是H2.

答案：（1）+6 （2）金屬材料 （3）H2

參考文獻：

［1］ 人民教育出版社，課程教材研究所，化學課程教材研究開發(fā)中心.義務教育教科書·化學［M］.北京：人民教育出版社，2015.

［責任編輯：季春陽］

收稿日期：2023-09-15

作者簡介：馬偉永（1972.11-），男，甘肅省山丹人，本科，中學高級教師，從事初中化學教學研究.