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STSE是科学(science)、技术(technolo-gy)、社会(society)、环境(environment)四个词的首写字母缩写,意思就是科学技术与社会发展、环境变化的相互关系。STSE教育要帮助同学们认识化学与人类生活的密切关系,关注面临的与化学有关的社会问题,培养同学们的社会责任感,参与意识和决策能力。近几年来,在高考理综化学试题中频繁出现STSE问题,尤其是在选择题中出现较多,在某些主观题的设置上也有出现。命题内容涉及环境保护与绿色化学、能源节约与开发、科学技术与材料、化学知识与生活等多方面内容。该试题知识覆盖面较宽,命题角度广,考查知识点着眼于双基,这是素质教育之必需,也是高考命题的热点。这类试题经过包装,不仅提升了试题的品味,而且增加了试题对考生的吸引力,往往起点高,落点低,立意新颖。体现了思维的开放性和探究性,应当引起我们的重视。下面结合高考试题进行分析。
一,环境保护与绿色化学
例1 化学与生活密切相关。下列说法错误的是(
)。
A.PM2.5是指粒径不大于2.5μm的可吸人悬浮颗粒物
B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
解析:通常将大气中直径不大于2.5μm的悬浮颗粒物称为PM2.5,A项正确。绿色化学的核心就是从源头上杜绝污染,B项正确。燃煤燃烧产生SO2和CO2,CaO可以和SO2结合生成CaSO3,并最终氧化为CaSO4,而CO2在高温下不能与CaO结合生成CaCO3,则加入CaO可减小SO2的排放,但不能减小CO2的排放,C项错误。目前推广使用的清洁燃料有天然气和液化石油气,D项正确。
答案:C
反思提高:考查化学在社会生活中的应用,涉及环境污染的来源与防治。了解绿色化学的特点是:无毒无害,零排放,环境友好。
二,能源节约与开发
例2化学在人类社会发展中发挥着重要作用,下列事实不涉及化学反应的是(
)。
A.利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇
B.利用石油生产塑料、化纤等高分子材料
C利用基本的化学原料生产化学合成药物
D.利用反渗透膜从海水中分离出淡水
解析:利用废弃的秸秆生产乙醇的过程中,秸秆中的纤维素水解生成葡萄糖,葡萄糖再转化成乙醇,A项不符合题意。利用石油生产塑料、化纤等高分子材料的过程中.发生加聚反应或缩聚反应,B项不符合题意。利用基本的化学原料生产化学合成药物的过程中,发生了化学反应,C项不符合题意。利用反渗透膜从海水中分离出淡水,属于物理变化,D项符合题意。
答案:D
反思提高:本题考查了传统能源的开发与利用,涉及有机化学的水解反应、氧化反应、加聚反应、缩聚反应,以及药物合成中的化学反应。能正确区分物理变化和化学变化。了解反渗透膜的工作原理是在渗透压的作用下,借助于半透膜的作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法,是一种物理过程。
三,科学技术与材料
例3 下列我国科研成果所涉及材料中,主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是(
)。
解析:碳化硅( SiC)是由碳元素和硅元素组成的无机非金属材料,且碳元素与硅元素均位于元素周期表第ⅣA族,故A项符合题意。聚氨酯为有机高分子化合物,不属于无机非金属材料,故B项不符合题意。碳包覆银纳米材料属于复合材料,不属于无机非金属材料,且银不是主族元素,故C项不符合题意。钛合金为含有金属钛元素的合金,其属于金属材料,不属于无机非金属材料,故D项不符合题意。
答案:A
反思提高:本题结合生活中常见材料考查了有机物和无机物概念的区分(B选项为有机物,其他均为无机物),考查了金属材料与非金属材料的区分。本题巧妙在除了要判断是否为无机非金属材料,还给其加了限制条件“同主族”。同时穿插考查了元素周期表中同主族的概念。
四,化学知识与生活
例4 化学与生活密切相关。下列说法错误的是(
)。
A.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火
B.疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性
C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆,有利于健康及环境
D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法
解析:泡沫灭火器药品的主要成分是碳酸氢钠和硫酸铝溶液,两者混合的时候发生相互促进的水解反应,生成大量的二氧化碳气体泡沫灭火。但是喷出的二氧化碳气体泡沫中含水,能导电,可能导致触电或电器短路,A项错误。疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品,温度较高时,会因为蛋白质变性而失去生理活性,所以疫苗一般应该冷藏保存,B项正确。油性漆是指用有机物作为分散剂的油漆,水性漆是指用水作为分散剂的油漆,使用水性漆可以减少有机物的挥发对人体健康和室内环境造成的影响,C项正确。电热水器内胆连接一个镁棒,就形成了原电池,镁棒是原电池的负极,对正极的热水器内胆(多为不锈钢或铜制)起到了保护作用,这种保护方法为牺牲阳极的阴极保护法,D项正确。
答案:A
反思提高:本题是化学与生产生活相关的问题,考查考生熟悉的化学物质的性质和用途,同时能用化学原理解释生产生活中的某些过程。要求考生理解牺牲阳极的阴极保护法在生活中的应用。
五.STSE在化工流程题中的应用
例5 碲(Te)位于元素周期表第ⅥA族,由該元素组成的物质可用作石油裂化的催化剂、电镀液的光亮剂、玻璃的着色材料、合金材料的添加剂等。碲化铜渣是电解精炼铜时产生的一种矿渣,其主要含Cu2 Te、Au、Ag等,利用下列工艺流程可回收碲:
已知:TeO2的熔点为733℃,微溶于水,可溶于强酸和强碱。
回答问题:从可持续发展意识和绿色化学观念来看,“滤渣2”进行酸浸的意义是
。
解析:根据题意,分析流程图并结合碲化铜渣中含Au、Ag,得知“滤渣1”中含有Au,Ag、TeO2和少量CuSO4,经过碱浸后,TeO2转变成Na2 TeO3进入“滤液2”,“滤渣2”经过酸浸可得到含CuSO4的“滤液1”,并可达到回收Au、Ag的目的,符合可持续发展意识和绿色化学观念。
反思提高:本题主要考查工艺流程分析,考查考生运用化学原理,元素化合物性质及化学实验原理等解决化学工艺流程题的能力,体现考生分析问题,解决问题的能力,也体现了可持续发展意识和绿色化学的理念。
(责任编辑 谢启刚)
一,环境保护与绿色化学
例1 化学与生活密切相关。下列说法错误的是(
)。
A.PM2.5是指粒径不大于2.5μm的可吸人悬浮颗粒物
B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
解析:通常将大气中直径不大于2.5μm的悬浮颗粒物称为PM2.5,A项正确。绿色化学的核心就是从源头上杜绝污染,B项正确。燃煤燃烧产生SO2和CO2,CaO可以和SO2结合生成CaSO3,并最终氧化为CaSO4,而CO2在高温下不能与CaO结合生成CaCO3,则加入CaO可减小SO2的排放,但不能减小CO2的排放,C项错误。目前推广使用的清洁燃料有天然气和液化石油气,D项正确。
答案:C
反思提高:考查化学在社会生活中的应用,涉及环境污染的来源与防治。了解绿色化学的特点是:无毒无害,零排放,环境友好。
二,能源节约与开发
例2化学在人类社会发展中发挥着重要作用,下列事实不涉及化学反应的是(
)。
A.利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇
B.利用石油生产塑料、化纤等高分子材料
C利用基本的化学原料生产化学合成药物
D.利用反渗透膜从海水中分离出淡水
解析:利用废弃的秸秆生产乙醇的过程中,秸秆中的纤维素水解生成葡萄糖,葡萄糖再转化成乙醇,A项不符合题意。利用石油生产塑料、化纤等高分子材料的过程中.发生加聚反应或缩聚反应,B项不符合题意。利用基本的化学原料生产化学合成药物的过程中,发生了化学反应,C项不符合题意。利用反渗透膜从海水中分离出淡水,属于物理变化,D项符合题意。
答案:D
反思提高:本题考查了传统能源的开发与利用,涉及有机化学的水解反应、氧化反应、加聚反应、缩聚反应,以及药物合成中的化学反应。能正确区分物理变化和化学变化。了解反渗透膜的工作原理是在渗透压的作用下,借助于半透膜的作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法,是一种物理过程。
三,科学技术与材料
例3 下列我国科研成果所涉及材料中,主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是(
)。
解析:碳化硅( SiC)是由碳元素和硅元素组成的无机非金属材料,且碳元素与硅元素均位于元素周期表第ⅣA族,故A项符合题意。聚氨酯为有机高分子化合物,不属于无机非金属材料,故B项不符合题意。碳包覆银纳米材料属于复合材料,不属于无机非金属材料,且银不是主族元素,故C项不符合题意。钛合金为含有金属钛元素的合金,其属于金属材料,不属于无机非金属材料,故D项不符合题意。
答案:A
反思提高:本题结合生活中常见材料考查了有机物和无机物概念的区分(B选项为有机物,其他均为无机物),考查了金属材料与非金属材料的区分。本题巧妙在除了要判断是否为无机非金属材料,还给其加了限制条件“同主族”。同时穿插考查了元素周期表中同主族的概念。
四,化学知识与生活
例4 化学与生活密切相关。下列说法错误的是(
)。
A.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火
B.疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性
C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆,有利于健康及环境
D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法
解析:泡沫灭火器药品的主要成分是碳酸氢钠和硫酸铝溶液,两者混合的时候发生相互促进的水解反应,生成大量的二氧化碳气体泡沫灭火。但是喷出的二氧化碳气体泡沫中含水,能导电,可能导致触电或电器短路,A项错误。疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品,温度较高时,会因为蛋白质变性而失去生理活性,所以疫苗一般应该冷藏保存,B项正确。油性漆是指用有机物作为分散剂的油漆,水性漆是指用水作为分散剂的油漆,使用水性漆可以减少有机物的挥发对人体健康和室内环境造成的影响,C项正确。电热水器内胆连接一个镁棒,就形成了原电池,镁棒是原电池的负极,对正极的热水器内胆(多为不锈钢或铜制)起到了保护作用,这种保护方法为牺牲阳极的阴极保护法,D项正确。
答案:A
反思提高:本题是化学与生产生活相关的问题,考查考生熟悉的化学物质的性质和用途,同时能用化学原理解释生产生活中的某些过程。要求考生理解牺牲阳极的阴极保护法在生活中的应用。
五.STSE在化工流程题中的应用
例5 碲(Te)位于元素周期表第ⅥA族,由該元素组成的物质可用作石油裂化的催化剂、电镀液的光亮剂、玻璃的着色材料、合金材料的添加剂等。碲化铜渣是电解精炼铜时产生的一种矿渣,其主要含Cu2 Te、Au、Ag等,利用下列工艺流程可回收碲:
已知:TeO2的熔点为733℃,微溶于水,可溶于强酸和强碱。
回答问题:从可持续发展意识和绿色化学观念来看,“滤渣2”进行酸浸的意义是
。
解析:根据题意,分析流程图并结合碲化铜渣中含Au、Ag,得知“滤渣1”中含有Au,Ag、TeO2和少量CuSO4,经过碱浸后,TeO2转变成Na2 TeO3进入“滤液2”,“滤渣2”经过酸浸可得到含CuSO4的“滤液1”,并可达到回收Au、Ag的目的,符合可持续发展意识和绿色化学观念。
反思提高:本题主要考查工艺流程分析,考查考生运用化学原理,元素化合物性质及化学实验原理等解决化学工艺流程题的能力,体现考生分析问题,解决问题的能力,也体现了可持续发展意识和绿色化学的理念。
(责任编辑 谢启刚)