湖北

近年來，化學(xué)與傳統(tǒng)文化及STSE考題已經(jīng)成為高考熱點(diǎn)。這類題起點(diǎn)高，落點(diǎn)低，角度新，范圍廣，意在弘揚(yáng)中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，引領(lǐng)學(xué)生對有關(guān)的社會熱點(diǎn)問題做出正確的價(jià)值判斷。在高考中常以選擇題的形式出現(xiàn)，主要將古詩詞、古文獻(xiàn)、生活常識、材料、能源、環(huán)境等與化學(xué)知識結(jié)合進(jìn)行考查。

一、化學(xué)與傳統(tǒng)文化

中華文化源遠(yuǎn)流長，傳統(tǒng)文化中一些千古流傳的文獻(xiàn)資料、詩詞歌賦不僅僅是非常重要的文學(xué)瑰寶，也蘊(yùn)含了許多化學(xué)智慧。

【例1】(2019·全國卷Ⅱ·7)“春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干”是唐代詩人李商隱的著名詩句，下列關(guān)于該詩句中所涉及物質(zhì)的說法錯(cuò)誤的是

( )

A.蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì)

B.蠶絲屬于天然高分子材料

C.“蠟炬成灰”過程中發(fā)生了氧化反應(yīng)

D.古代的蠟是高級脂肪酸酯，屬于高分子聚合物

【答案】D

【解析】蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是天然高分子化合物?！跋灳娉苫摇敝傅氖窍灎T在空氣中與氧氣燃燒，屬于氧化反應(yīng)。古代的蠟是高級脂肪酸酯，高級脂肪酸酯不屬于高分子聚合物。

本題以耳熟能詳、膾炙人口的詩句為載體，考查蠶絲和蠟燭的成分、物質(zhì)屬類、化學(xué)變化，學(xué)生在欣賞優(yōu)美詩句的同時(shí)還能品味出其中蘊(yùn)含的化學(xué)知識。結(jié)合古詩詞、古文獻(xiàn)來考查傳統(tǒng)文化與化學(xué)有關(guān)的內(nèi)容,需要考生具有一定的古文言基礎(chǔ),但更重要的是從中提取有用的化學(xué)信息。

這類題的考查主要有以下形式：

1.推測相關(guān)物質(zhì)

相關(guān)考題及解題方法總結(jié)如下：

①《漢書》中“高奴縣有洧水可燃”，其中的“洧水”指石油，石油可燃，可發(fā)生氧化反應(yīng)。

②《詠煤炭》中有“鑿開混沌得烏金，蓄藏陽和意最深。爝火燃回春浩浩，洪爐照破夜沉沉?！逼渲械摹盀踅稹敝甘?，可以根據(jù)煤炭燃燒發(fā)出紅色的火焰推出。

③《抱樸子內(nèi)篇·黃白》記載“曾青涂鐵，鐵赤色如銅”，其中的“曾青”是可溶性銅鹽，可以聯(lián)想鐵置換出銅的反應(yīng)。

④《本草綱目》中有“冬月灶中所燒薪柴之灰，令人以灰淋汁，取堿浣衣”的記載，其中的“堿”指K2CO3，可以聯(lián)想K2CO3水解顯堿性，促進(jìn)油脂的水解，可用于清洗衣物。

⑤《天工開物》中“凡石灰，經(jīng)火焚煉為用”里的“石灰”指的是CaCO3，可以聯(lián)想CaCO3受熱分解生成CaO。

⑥《夢溪筆談·器用》中有“古人以劑鋼為刃，柔鐵為莖干，不爾則多斷折”，“劑鋼”指鐵的合金，可以聯(lián)想合金的硬度大。

2.推測相關(guān)反應(yīng)

相關(guān)考題總結(jié)如下：

①“熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅”，該過程發(fā)生了置換反應(yīng)。

②“春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干”，其中“蠟炬成灰”是發(fā)生了氧化反應(yīng)。

③“爆竹聲中一歲除，春風(fēng)送暖入屠蘇”，爆竹的燃放涉及氧化還原反應(yīng)。

3.推測分離、提純、鑒別的相關(guān)方法

相關(guān)考題總結(jié)如下：

①《本草綱目》中“燒酒”條目記載“自元時(shí)始創(chuàng)其法，用濃酒和糟入甑，蒸令氣上……其清如水，味極濃烈，蓋酒露也?！北咎幪岬降摹胺ā敝刚麴s。由所給信息“蒸令氣上”可知該方法是利用各組分沸點(diǎn)不同實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離，故此“法”指蒸餾。

②《本草衍義》中記載了精制砒霜的過程：“取砒之法，將生砒就置火上，以器覆之，令砒煙上飛著覆器，遂凝結(jié)累然下垂如乳，尖長者為勝，平短者次之?！逼渲猩婕暗姆磻?yīng)是固體直接轉(zhuǎn)化為氣體，故操作方法是升華。

③《本草經(jīng)集注》中記載有關(guān)于鑒別消石(KNO3)和樸消(Na2SO4)的方法：“以火燒之，紫青煙起，云是真消石也”，其鑒別方法是焰色反應(yīng)，鉀元素的焰色反應(yīng)為紫色。

4.判斷有關(guān)概念、原理

相關(guān)考題總結(jié)如下：

“霾塵積聚難見路人”，是由于霧霾所形成的氣溶膠屬于膠體，膠體可以產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)。

“有麝自來香，不用大風(fēng)揚(yáng)”，說明分子是可以運(yùn)動和擴(kuò)散的。因?yàn)轺晗阒泻械牧Ｗ邮窃诓粩噙\(yùn)動的，向四周擴(kuò)散。

“日照香爐生紫煙，遙看瀑布掛前川”，其中“紫煙”指香爐峰中的水蒸氣經(jīng)太陽光照射后產(chǎn)生的光學(xué)現(xiàn)象，與蒸餾有關(guān)。

“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”，說明金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

二、中國從古至今對化學(xué)的突出貢獻(xiàn)

中國人民勤勞勇敢、充滿智慧，從古至今對化學(xué)科學(xué)有許多突出貢獻(xiàn)。以中華民族對化學(xué)的突出貢獻(xiàn)為題材的命題，有利于學(xué)生提升民族自信心和自豪感。

【例2】(2019·全國卷Ⅰ·7)陶瓷是火與土的結(jié)晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質(zhì)與化學(xué)有著密切的關(guān)系。下列說法錯(cuò)誤的是

( )

A.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵

B.聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成

C.陶瓷是應(yīng)用較早的人造材料，主要化學(xué)成分是硅酸鹽

D.陶瓷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)

【答案】A

【解析】本題取材于陶瓷。秦兵馬俑是由陶瓷制成，它被收錄到《世界遺產(chǎn)名錄》，名揚(yáng)世界。陶瓷是以天然黏土以及各種天然礦物為主要原料經(jīng)過粉碎、混煉、成型和煅燒制得的。陶瓷的傳統(tǒng)概念是指所有以黏土等無機(jī)非金屬礦物為原料制成的人工工業(yè)產(chǎn)品。氧化鐵為棕紅色固體，瓷器的青色不是來自氧化鐵。

這類考題的主要考查形式有：

1.判斷化學(xué)反應(yīng)

中華民族四千多年前用谷物釀造出酒和醋。谷物中的淀粉在釀造過程中發(fā)生水解反應(yīng)得到葡萄糖，葡萄糖在酒化酶作用下分解，生成酒精和二氧化碳，酒精進(jìn)一步氧化生成醋酸。

中國古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹。明礬溶液中A13+水解使溶液呈酸性，銅銹的主要成分為Cu2(OH)2CO3，Cu2(OH)2CO3可溶于酸性溶液，故可用明礬溶液的酸性清除銅銹。

2.判斷化學(xué)成分

商代后期鑄造出工藝精湛的后(司)母戊鼎，該鼎屬于銅合金制品。

3.判斷生產(chǎn)原料

漢代燒制出“明如鏡、聲如磬”的瓷器，其主要原料為黏土。

4.判斷提純方法

屠呦呦用乙醚從青蒿中提取出對瘧疾治療有特效的青蒿素，其原理是利用青蒿素在乙醚中溶解度較大，可將青蒿素提取到乙醚中，屬于萃取操作。

5.了解人物及事件

【例3】我國科技創(chuàng)新成果斐然，下列成果中獲得諾貝爾獎(jiǎng)的是

( )

A.徐光憲建立稀土串級萃取理論

B.屠呦呦發(fā)現(xiàn)抗瘧新藥青蒿素

C.閔恩澤研發(fā)重油裂解催化劑

D.侯德榜聯(lián)合制堿法

【答案】B

【解析】2015年我國科學(xué)家屠呦呦發(fā)現(xiàn)了抗瘧疾的新藥——青蒿素，獲得了諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

三、化學(xué)與生活

化學(xué)與生活密不可分，休戚相關(guān)。生活中的化學(xué)有：①食品，如食用油、醋、醬油、鹽、食用色素、防腐劑、調(diào)味品、添加劑、干燥劑等；②煙酒；③油漆、涂料、裝飾材料；④化妝品；⑤藥品、醫(yī)療藥物等；⑥飲用水、飲料等。了解化學(xué)在生活中的應(yīng)用，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，在教學(xué)中發(fā)揮積極作用。

【例4】(2019·天津卷·7)化學(xué)在人類社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，下列事實(shí)不涉及化學(xué)反應(yīng)的是

( )

A.利用廢棄的秸稈生產(chǎn)生物質(zhì)燃料乙醇

B.利用石油生產(chǎn)塑料、化纖等高分子材料

C.利用基本的化學(xué)原料生產(chǎn)化學(xué)合成藥物

D.利用反滲透膜從海水中分離出淡水

【答案】D

【解析】化學(xué)變化是指有新物質(zhì)生成的變化，物理變化是指沒有新物質(zhì)生成的變化，化學(xué)變化和物理變化的本質(zhì)區(qū)別是有無新物質(zhì)生成。從海水中分離出淡水，沒有產(chǎn)生新物質(zhì)，屬于物理變化。

這類題的主要考查形式有：

1.判斷物質(zhì)的成分、組成

①古代絲綢之路貿(mào)易中的商品：瓷器、絲綢、茶葉、中草藥，其中屬于無機(jī)物的是瓷器；

②食品添加劑中的抗氧化劑、調(diào)味劑、著色劑、增稠劑，其使用目的與反應(yīng)速率有關(guān)的是抗氧化劑；

③醫(yī)用消毒酒精中乙醇的濃度(體積分?jǐn)?shù))為70%；

④蛋白質(zhì)是由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成的；

⑤“84”消毒液的有效成分是NaClO；

⑥碘酒是指單質(zhì)碘的乙醇溶液；

⑦煎炸食物中的花生油和牛油都是可皂化的酯類，其中花生油是不飽和的，牛油是飽和的。

2.物質(zhì)的用途

(1)食品相關(guān)

①食鹽可作調(diào)味劑，也可作食品防腐劑；

②月餅包裝盒中的鐵粉可以起到抗氧化作用，鐵粉作食品袋內(nèi)的脫氧劑；

③用浸泡過KMnO4溶液的硅藻土保鮮水果是利用KMnO4的氧化性；

④發(fā)酵粉中含有較多的NaHCO3，能烘焙出疏松多孔的糕點(diǎn)；

⑤向薯片袋內(nèi)充入氮?dú)饪梢苑乐故砥趸冑|(zhì)。

(2)醫(yī)用品、保健品相關(guān)

①硫酸鋇可用于胃腸X射線造影檢查；

②碘酒可用于皮膚外用消毒；

③維生素D可促進(jìn)人體對鈣的吸收；

④甘油可作護(hù)膚保濕劑；

⑤肥皂水可作蚊蟲叮咬處的清洗劑，其原理是肥皂水具有弱堿性；

⑥氫氧化鋁可用于中和過多胃酸，可作胃酸的中和劑。

(3)生活用品相關(guān)

①活性炭具有除異味和殺菌的作用；

②碳酸鈉可用于去除餐具的油污；

③食醋除水垢；

④明礬作凈水劑；

⑤漂白粉可用于生活用水的消毒、漂白粉漂白織物等；

⑥高純硅可用于制作光感電池。

3.物質(zhì)的檢驗(yàn)

用灼燒的方法可以區(qū)分蠶絲和人造纖維。

4.物質(zhì)的反應(yīng)

①食用油反復(fù)加熱會產(chǎn)生稠環(huán)芳香烴等有害物質(zhì)；

②加熱能殺死流感病毒是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)受熱變性；

③磨豆?jié){的大豆富含蛋白質(zhì)，豆?jié){煮沸后蛋白質(zhì)變性；

④聚乙烯塑料老化是因?yàn)榘l(fā)生了氧化反應(yīng)，因?yàn)榫垡蚁┙Y(jié)構(gòu)中不存在碳碳雙鍵，故不能發(fā)生加成反應(yīng)。

5.使用注意事項(xiàng)

①疫苗一般應(yīng)冷藏存放，以避免蛋白質(zhì)受熱變性；

②泡沫滅火器可用于滅火，但不適用于電器滅火，因?yàn)榕菽瓬缁鹌鲀?nèi)有Al2(SO4)3和NaHCO3，混合后，產(chǎn)生含大量CO2氣體的泡沫中含有大量水分；

③與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管易發(fā)生腐蝕，因?yàn)闀l(fā)生電化學(xué)腐蝕；

④用含鈣離子濃度較大的地下水洗衣服，生成硬脂酸鈣沉淀，肥皂去污能力減弱；

⑤食品添加劑可以改善食品品質(zhì)，延長食品保存期，但在添加時(shí)需對其用量進(jìn)行嚴(yán)格控制；

⑦P2O5不可用作食品干燥劑，因?yàn)镻2O5是酸性氧化物，與水反應(yīng)生成磷酸或偏磷酸，磷酸有腐蝕性，而偏磷酸有毒。

四、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)

現(xiàn)如今，我們面臨著環(huán)境日益惡化、生態(tài)平衡被破壞等一系列問題，高考題常以此為考查點(diǎn)，由此達(dá)到宣傳與教育的作用。

【例5】(2017·天津卷·1)下列有關(guān)水處理方法不正確的是

( )

A.用石灰、碳酸鈉等堿性物質(zhì)處理廢水中的酸

B.用可溶性的鋁鹽和鐵鹽處理水中的懸浮物

C.用氯氣處理水中的Cu2+、Hg+等重金屬離子

【答案】C

【解析】氯氣可用于水的消毒殺菌，但不與水中的Cu2+、Hg+等重金屬離子反應(yīng)，可以加入硫化物生成沉淀來處理Cu2+、Hg+等重金屬離子，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。

這類題的主要考查形式有：

1.與空氣相關(guān)

(1)光化學(xué)煙霧：指汽車、工廠等污染源排入大氣，其中的碳?xì)浠衔锖偷趸衔锏纫淮挝廴疚?，在陽?紫外線)作用下會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成二次污染物，參與光化學(xué)反應(yīng)過程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象，稱為光化學(xué)煙霧。

(2)酸雨：指pH小于5.6的雨水，它是由人為排放的二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化而成的，絕大部分是硫酸和硝酸。

(3)溫室效應(yīng)：指由于煤、石油、天然氣等化石燃料的大量使用，排放到大氣中的CO2氣體大量增加，使地表溫度上升的現(xiàn)象。

“低碳經(jīng)濟(jì)”是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)，與采用含碳量低的烴類作為燃料無關(guān)。

(4)臭氧空洞：家用電冰箱中使用的制冷劑“氟利昂”以及汽車尾氣中的氮氧化物在臭氧轉(zhuǎn)化成氧氣的過程中起催化作用，使大氣平流層中的臭氧含量減少更快，形成臭氧空洞。

(5)PM2.5：指大氣中直徑接近2.5×10-6m的顆粒物。其分散在空氣中不能形成膠體，因?yàn)槟z體粒子直徑在1 nm～100 nm之間。

(6)空氣質(zhì)量日報(bào)：主要內(nèi)容包括“空氣污染指數(shù)API”“空氣質(zhì)量級別”“首要污染物”等，目前計(jì)入API的項(xiàng)目有二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒物等?？諝馕廴局笖?shù)越小，空氣質(zhì)量越好。CO2不是空氣質(zhì)量報(bào)告的項(xiàng)目。

2.與水污染相關(guān)

工廠生產(chǎn)及日程生活排放的廢水都要合理化處理，否則會對水體產(chǎn)生污染。

使用含磷洗衣粉，會造成水體富營養(yǎng)化。由于迅速繁殖的浮游生物的顏色不同，使水面呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色或棕色等，這種現(xiàn)象在江、河、湖泊中出現(xiàn)稱為“水華”，在海灣中出現(xiàn)稱為“赤潮”。

3.固體廢棄物

(1)白色污染：指各種塑料垃圾對環(huán)境所造成的污染。因?yàn)樗鼈兒茈y降解，會破壞土壤結(jié)構(gòu)。推廣使用聚二氧化碳可降解塑料，能減少白色污染。不提倡經(jīng)常使用一次性筷子、紙杯、塑料袋等。

(2)重金屬及重金屬污染：如銅、鋅、銀、鉻、鎘、鎳、鉛、汞等。重金屬的化合物(以及少數(shù)重金屬單質(zhì))對環(huán)境的污染稱為重金屬污染。

4.綠色化學(xué)

綠色化學(xué)指從根本上消滅污染，能徹底防止污染產(chǎn)生的科學(xué)。綠色化學(xué)觀點(diǎn)：①開發(fā)“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)；②采用無毒、無害的原料；③采用無毒、無害的催化劑；④采用無毒、無害的溶劑；⑤利用可再生的資源合成化學(xué)品；⑥使用對環(huán)境友好的產(chǎn)品。

五、化學(xué)與能源

能源是人類社會發(fā)展進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)，是向人類提供電能、熱能、機(jī)械能等一切自然資源的總稱。根據(jù)開發(fā)和使用情況，能源又可分為常規(guī)能源(如煤、石油、天然氣等)和新能源(如核能、太陽能、地?zé)崮?、氫能?。

常見的考查形式有：①甲醇低溫所制氫氣用于新能源汽車；②開采可燃冰，將其作為能源使用；③利用風(fēng)力發(fā)電，減輕“溫室效應(yīng)”；④氘、氚用作“人造太陽”核聚變?nèi)剂希虎萜纂掠米靼l(fā)射“天宮二號”的火箭燃料等。

六、化學(xué)與材料

化學(xué)是材料發(fā)展的基礎(chǔ)，以新型材料為背景考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及化學(xué)原理一直是高考的熱點(diǎn)。

【例6】(2019·北京卷·6)下列我國科研成果所涉及材料中，主要成分為同主族元素形成的無機(jī)非金屬材料的是

( )

【答案】A

【解析】本題主要考查有機(jī)物與無機(jī)物的區(qū)分(B選項(xiàng)為有機(jī)物，其他均為無機(jī)物)，金屬材料與非金屬材料的區(qū)分，同時(shí)穿插考查了元素周期表中同主族的概念。碳化硅(SiC)是由碳元素和硅元素組成的無機(jī)非金屬材料，且碳元素與硅元素均位于元素周期表第ⅣA族。

有關(guān)考題常見素材有：

①蠶絲的主要成分均為蛋白質(zhì)，滌綸、棉花的主要成分為纖維素；

②腈綸和滌綸既屬于化學(xué)纖維又屬于高分子化合物，蠶絲屬于高分子化合物，不是化學(xué)纖維；

③石墨烯纖維不屬于有機(jī)高分子；

④“天宮二號”使用的碳纖維，是單質(zhì)碳，不是有機(jī)高分子材料；

⑤阻燃劑Al(OH)3受熱分解時(shí)吸收能量，使周圍環(huán)境溫度降低；

⑥編織漁網(wǎng)所用的尼龍線的主要成分是合成纖維，不是纖維素；

⑦聚乙烯(PE)可以做食品塑料制品，聚氯乙烯(PVC)不能用于包裝食品。

以上對涉及以傳統(tǒng)文化及STSE為載體的考題進(jìn)行了分類總結(jié)。根據(jù)全國教育大會精神，為落實(shí)新時(shí)代的育人要求，今后的高考題，將會繼續(xù)挖掘我國古代文化和科技典籍中的化學(xué)信息，設(shè)置情境，根植愛國情懷；繼續(xù)選擇我國科學(xué)家創(chuàng)造的世界領(lǐng)先科技成果為情景，增強(qiáng)民族自豪感；繼續(xù)關(guān)注STSE，考查學(xué)生在真實(shí)的科研背景下和實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力。在教學(xué)中，要認(rèn)真貫徹“五育并舉”教育方針，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，突出化學(xué)學(xué)科特色，扎實(shí)開展素質(zhì)教育，培養(yǎng)全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。