化学与STSE学科社会价值教案.docx

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化学与STSE学科社会价值教案

第2课时　核心价值——化学与STSE（学科社会价值）

化学与STSE的关系是高考命题的热点，通过该类试题向学生展示化学与生产和生活的关系、科学研究的过程，展示化学在新材料的研制、新药物的合成、新能源的开发等方面的巨大成果，激发学习化学的兴趣是化学学科育人价值在精神品质方面的体现。

化学与传统文化主要考查学生对我国古代的陶瓷制造、火药使用、传统中药等古代科技文明和近现代化学领域重大科研成果的了解，展示中华优秀科技成果对人类发展和社会进步的贡献，激发学生为中华民族伟大复兴而奋斗的责任感和使命感，弘扬爱国主义情怀是化学学科社会价值在精神品质方面的体现。

一、化学与STSE

1．化学与生活

物质

用途

物质

用途

明矾

作净水剂

甘油

作护肤品

保湿剂

FeCl3溶液

印刷铜

质电路板

铁粉

作食品袋

内脱氧剂

氢氟酸

蚀刻玻璃

热的纯

碱溶液

洗涤油污

硅胶

作袋装食

品的干燥剂

活性炭

除去水中

色素、异味

二氧化硫

作纸浆的

漂白剂

液氨

作制冷剂

乙烯

作水果

催熟剂

氢氧化铝

作胃酸

中和剂

2.化学与环境

污染类型

主要污染物及成因

雾霾

SO2、NOx和可吸入固体颗粒物（如PM2.5）与雾气结合的混合物

酸雨

pH<5.6的降水，硫的氧化物和氮的氧化物是形成酸雨的主要原因。

硫酸型酸雨的形成：

SO2＋H2O⇌H2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4；

硝酸型酸雨的形成：

2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

光化学

烟雾

汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（CxHy）和氮氧化物（NOx）等一次污染物在太阳光作用下发生光化学反应产生的二次污染

臭氧

空洞

氟氯代烃、NOx等与O3发生作用，导致臭氧层被破坏

温室

效应

温室气体主要有CO2、CH4等；化石燃料的大量使用，大气中CO2气体大量增加，导致地表温度升高

白色

污染

各种废弃塑料制品对环境所造成的污染，很难降解，会破坏土壤结构

水体

污染

化肥、农药的过度使用，工业“三废”和生活污水的随意排放；水体中氮、磷含量过高，会使水体富营养化，水华（淡水）或赤潮（近海）

3.化学与能源

4．化学与材料

材料

主要组成或性质

天然

纤维

棉、麻

主要成分是纤维素，只含C、H、O三种元素

蚕丝、羊毛

主要成分是蛋白质，含C、H、O、N等元素，在酶作用下可水解

合成纤维

以煤、石油、天然气等作为原料加工制成有机小分子单体，再经聚合反应得到高分子化合物

再生纤维

用化学方法将农林产品中的纤维素、蛋白质等天然高分子加工成黏胶纤维、大豆蛋白纤维等再生纤维

硅材料

晶体硅是半导体材料，制作集成电路板、光电池等；二氧化硅制造光导纤维

合金材料

由金属与金属（或金属与非金属）高温熔合而成的具有金属特性的混合物，一般合金的硬度较大，熔点低于组分金属的熔点

二、化学与传统文化

1．中国古代化学工艺

（1）烧制陶器

陶瓷是传统的硅酸盐材料，以黏土为原料，经高温烧制而成。

釉料中主要含有一些金属及其化合物，在高温烧制时金属及其化合物发生不同的氧化还原反应，产生不同颜色的物质。

（2）湿法炼铜

我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家，在古代就有湿法炼铜的记载“曾青得铁则化为铜”。

其原理是：

先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。

化学方程式：

Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

（3）黑火药

黑火药是我国古代的四大发明之一，主要成分是硝酸钾、木炭和硫黄，爆炸时发生反应：

2KNO3＋S＋3C

K2S＋N2↑＋3CO2↑。

2．常考经典史籍材料

（1）《本草纲目》记载：

“冬月灶中所烧薪柴之灰，令人以灰淋汁，取碱浣衣”，这里“碱”是碳酸钾（K2CO3）。

（2）《汉书》记载：

“高奴县有洧水，可燃”，这里“洧水”指的是石油。

（3）《梦溪笔谈》记载：

“信州铅山县有苦泉，……，挹其水熬之，则成胆矾，熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，涉及反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。

（4）《天工开物》记载：

“凡石灰，经火焚炼为用”，这里“石灰”指的是CaCO3。

（5）《新修本草》记载：

“绛矾，本来绿色，新出窟未见风者，正如瑠璃……烧之赤色……”，这里“绛矾”指的是FeSO4·7H2O。

（6）《本草衍义》记载：

“嘉州峨眉山有燕萨石，形六棱而锐首，色莹白明澈”，这里“燕萨石”的主要成分是SiO2。

（7）《本草衍义》记载：

“取砒之法，将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器，遂凝结累然下垂如乳，尖长者为胜，平短者次之”，涉及精制砒霜操作方法是升华。

（8）《本草纲目》记载：

“自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也”，这里所用的“法”是指蒸馏。

（2020·全国卷Ⅰ）国家卫健委公布的新型冠状病毒肺炎诊疗方案指出，乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸（CH3COOOH）、氯仿等均可有效灭活病毒。

对于上述化学药品，下列说法错误的是（　　）

A．CH3CH2OH能与水互溶

B．NaClO通过氧化灭活病毒

C．过氧乙酸相对分子质量为76

D．氯仿的化学名称是四氯化碳

D　[CH3CH2OH和H2O均为极性分子，且二者可形成分子间氢键，可以互溶，A项正确；NaClO具有强氧化性，可以通过氧化灭活病毒，B项正确；CH3COOOH的相对分子质量为76，C项正确；氯仿（CHCl3）的化学名称为三氯甲烷，D项错误。

]

（2020·全国卷Ⅱ）据文献报道：

Fe（CO）5催化某反应的一种反应机理如图所示。

下列叙述错误的是（　　）

A．OH－参与了该催化循环

B．该反应可产生清洁燃料H2

C．该反应可消耗温室气体CO2

D．该催化循环中Fe的成键数目发生变化

C　[由图可知，OH－与

结合生成

，参与了该催化循环，A正确；

转化为

，同时生成H2，故可产生清洁燃料H2，B正确；

转化为

，同时生成CO2，整个过程未有CO2参与反应过程，故该反应产生温室气体CO2，C错误；该催化循环过程中含Fe化合物中，Fe形成的共价键数目有4、5、6三种，Fe的成键数目发生变化，D正确。

]

[训练1]（2021·北京西城区一模）化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是（　　）

A．用食盐、蔗糖等作食品防腐剂

B．用氧化钙作吸氧剂和干燥剂

C．用碳酸钙、碳酸镁和氢氧化铝等作抗酸药

D．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果产生的乙烯以保鲜

B　[食盐、蔗糖等常用作调味剂，同时能抑制细菌生长，可作食品防腐剂，A正确；氧化钙与水反应生成Ca（OH）2，不能与O2反应，故氧化钙可作干燥剂，不能作吸氧剂，B错误；胃酸的主要成分是盐酸，碳酸钙、碳酸镁和氢氧化铝等都能与盐酸反应，故可作抗酸药，C正确；乙烯具有催熟功能，用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果产生的乙烯，可对水果起保鲜作用，D正确。

]

[训练2]（2021·山东日照一模）新型冠状病毒正威胁着全世界人们的身体健康。

以下是新型冠状病毒相关的一些知识，其中正确的是（　　）

A．新型冠状病毒由C、H、O三种元素组成

B．生产医用防护服、口罩均要用到有机高分子材料

C．过氧化氢、乙醇、过氧乙酸等均可将病毒氧化而达到消毒目的

D．84消毒液是以NaClO为有效成分的消毒剂，与医用酒精混合可提升消毒效果

B　[新冠病毒体内蛋白质由C、H、O、N等元素组成，A错误；医用防护服、口罩等用到聚丙烯等有机高分子材料，B正确；过氧化氢、过氧乙酸都具有强氧化性，可使病毒蛋白质发生变性而消毒，乙醇具有较强的渗透作用，能吸收病毒蛋白质的水分，使其脱水凝固，C错误；NaClO具有强氧化性，乙醇具有还原性，二者混合使用发生氧化还原反应，释放出有毒的Cl2，D错误。

]

[训练3]（2021·北京门头沟区一模）科学技术推动人类发展。

下列描述不正确的是（　　）

A

“嫦娥四号”的着陆器等器件用到镁合金锻件，属于合金材料

B

长征五号运载火箭的燃料为液氢液氧，有高能量、无污染等特点

C

我国科学家研制成功“天机芯”芯片，其成分为二氧化硅

D

科学家合成世界首个由碳原子构成的具有半导体特性的碳环C18，属于单质

C　[镁合金是镁与其他金属形成的合金材料，A正确；液氢液氧作燃料，燃烧放出热量多，且产物是水，无污染，B正确；“天机芯”芯片是半导体材料，其成分为高纯硅，C错误；碳环C18是碳元素形成的单质，D正确。

]

[训练4]（2020·陕西渭南二模）中国五年来探索太空，开发深海，建设世界第一流的高铁、桥梁、码头，5G技术联通世界等取得的举世瞩目的成就。

它们与化学有着密切联系。

下列说法正确的是（　　）

A．我国近年来大力发展核电、光电、风电、水电，电能属于一次能源

B．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐

C．我国提出网络强国战略，光缆线路总长超过三千万公里，光缆的主要成分是晶体硅

D．大飞机C919采用大量先进复合材料、铝锂合金等，铝锂合金属于金属材料

D　[我国近年来大量减少化石燃料的燃烧，大力发展核电、光电、风电、水电，电能属于二次能源，A错误；新型无机非金属材料在性能上比传统无机非金属材料有了很大的提高，可适用于不同的要求。

如高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等都属于新型无机非金属材料，B错误；光缆的主要成分是二氧化硅，C错误；金属材料包括纯金属以及它们的合金，铝锂合金属于金属材料，D正确。

]

（2020·全国卷Ⅱ）北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：

“信州铅山有苦泉，流以为涧。

挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。

熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．胆矾的化学式为CuSO4

B．胆矾可作为湿法治铜的原料

C．“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程

D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应

A　[胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，A选项错误；可以通过置换反应，将胆矾溶液中的铜离子置换为铜单质，所以胆矾可以作为湿法冶铜的原料，B选项正确；“熬之则成胆矾”描述的是加热浓缩硫酸铜溶液析出胆矾晶体的过程，C选项正确；“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”描述的是Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4的变化，该反应属于置换反应，D选项正确。

]

（2019·全国卷Ⅰ）陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。

下列说法错误的是（　　）

A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁

B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成

C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐

D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点

A　[A错：

氧化铁的颜色为红棕色，不是青色。

B、C、D对：

秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成。

陶瓷的主要成分是硅酸盐，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点。

]

[训练5]（2020·天津卷）晋朝葛洪的《肘后备急方》中记载：

“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之……”，受此启发为人类做出巨大贡献的科学家是（　　）

A．屠呦呦　　　　　　　　B．钟南山

C．侯德榜D．张青莲

A　[屠呦呦因发现能够有效治疗疟疾的药物青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖，所以受古文《肘后备急方》启发为人类做出巨大贡献的科学家是屠呦呦，A正确。

]

[训练6]（2017·全国卷Ⅰ）《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述：

“取砒之法，将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器，遂凝结累然下垂如乳，尖长者为胜，平短者次之。

”文中涉及的操作方法是（　　）

A．蒸馏B．升华

C．干馏D．萃取

B　[分析《本草衍义》对精制砒霜过程的描述“取砒之法，将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器”，包含生砒变成砒烟、砒烟变成砒霜两个过程，前者为升华，后者为凝华。

]

[训练7]（2020·北京人大附中二模）我国酒文化源远流长。

下列古法酿酒工艺中，以发生化学反应为主的过程是（　　）

A．酒曲捣碎

B．酒曲发酵

C．高温蒸馏

D．泉水勾兑

B　[酒曲捣碎是物质状态变化，属于物理变化，A错误；酒曲发酵过程，葡萄糖转化为乙醇，发生化学变化，B正确；高温蒸馏是利用了乙醇的沸点低的性质，属于物理变化，C错误；泉水勾兑是溶液稀释过程，属于物理变化，D错误。

]

训练（五）　化学与STSE

1．（2019·全国卷Ⅲ）化学与生活密切相关。

下列叙述错误的是（　　）

A．高纯硅可用于制作光感电池

B．铝合金大量用于高铁建设

C．活性炭具有除异味和杀菌作用

D．碘酒可用于皮肤外用消毒

C　[A对：

高纯硅可用于制作硅光电池、光感电池等。

B对：

目前国内高铁列车车厢已大量使用铝合金材料。

C错：

活性炭具有吸附作用，可以除去异味，没有杀菌作用。

D对：

碘酒可以使蛋白质变性，因而有消毒作用，可用于皮肤外用消毒。

]

2．（2018·全国卷Ⅱ）化学与生活密切相关。

下列说法错误的是（　　）

A．碳酸钠可用于去除餐具的油污

B．漂白粉可用于生活用水的消毒

C．氢氧化铝可用于中和过多胃酸

D．碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查

D　[D错：

碳酸钡能与人体胃液中的盐酸反应生成可溶性钡盐，有毒，不能用于胃肠X射线造影检查。

A对：

碳酸钠水溶液显碱性，能用于洗涤油污。

B对：

漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2，能杀灭生活用水中的细菌。

C对：

氢氧化铝是弱碱，可用于中和过多胃酸。

]

3．（2021·山东济南一模）新冠肺炎疫情出现以来，一系列举措体现了中国力量。

在各种防护防控措施中，化学知识起到了重要作用。

下列有关说法错误的是（　　）

A．使用“84消毒液”杀菌消毒是利用HClO或ClO－的强氧化性

B．使用医用酒精杀菌消毒的过程中只发生了物理变化

C．N95型口罩的核心材料是聚丙烯丝，属于有机高分子材料

D．医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜，其单体四氟乙烯属于卤代烃

B　[“84消毒液”的有效成分是NaClO，具有强氧化性，可使蛋白质变性，可用于杀菌消毒，A正确；使用医用酒精杀菌消毒时，蛋白质发生了变化，故发生了化学变化，B错误；聚丙烯是由丙烯通过加聚反应合成，属于合成有机高分子材料，C正确；聚四氟乙烯是由四氟乙烯发生加聚反应合成，CF2＝CF2属于卤代烃，D正确。

]

4．（2021·福建莆田一模）《唐本草》和《本草图经》中记载：

“绛矾，本来绿色，……正如瑁璃烧之赤色”“取此物（绛矾）置于铁板上，聚炭，……吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金汁者是真也”。

其中不涉及的物质是（　　）

A．FeSO4·7H2O　　　　　　B．S

C．Fe2O3D．H2SO4

B　[绛矾是指FeSO4·7H2O，“正如瑁璃烧之赤色”说明反应生成Fe2O3；“其矾即沸，流出”，反应产生H2SO4，不涉及单质S。

]

5．（2021·湖北宜昌一模）钧瓷是宋代五大名窑瓷器之一，以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。

下列关于陶瓷的说法正确的是（　　）

A．“窑变”是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色的变化

B．高品质白瓷晶莹剔透，属于纯净物

C．氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料

D．由于陶瓷耐酸碱，因此可以用来熔化氢氧化钠

A　[不同的金属氧化物颜色可能不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色变化，A正确；白瓷是硅酸盐产品，属于混合物，B错误；氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，C错误；陶瓷中含SiO2，在高温下可与NaOH反应生成Na2SiO3，故不能用于熔化NaOH，D错误。

]

6．（2021·天津大港一中一模）2019年9月25日，北京大兴国际机场正式投入运营。

在这一形似“凤凰展翅”的宏伟建筑中，使用了大量种类各异的材料。

下列关于所使用材料的分类不正确的是（　　）

选项

材料

分类

A

含钒钢筋

合金材料

B

安检塑料筐

高分子材料

C

有机玻璃标牌

无机硅酸盐材料

D

玻璃钢内筒垃圾桶

复合材料

C　[有机玻璃的主要成分是聚甲基丙烯酸甲酯，是合成有机高分子材料，不是无机硅酸盐材料。

]

7．（2021·山东泰安一模）化学与生产、生活及环境密切相关，下列说法不正确的是（　　）

A．针对新冠肺炎疫情，可用高锰酸钾溶液、无水酒精、双氧水对场所进行杀菌消毒

B．常用危险化学品标志中的数字主要表示的是危险的级别

C．硅胶常用作食品干燥剂，也可以用作催化剂载体

D．葡萄酒中通常含有微量SO2，既可以杀菌又可以防止营养成分被氧化

A　[消毒使用的医用酒精是体积分数为75%的酒精，无水酒精的消毒效果并不好，A错误；常用危险化学品标志由图案和数字构成，数字表示危险的级别，B正确；硅胶具有吸水性，且无毒，可用作食品干燥剂，C正确；葡萄酒中加入少量SO2，作抗氧化剂和杀菌消毒剂，D正确。

]

8．（2020·广东顺德区四模）沈括的《梦溪笔谈》中记载①……高奴县出脂……颇似淳漆，燃之如麻，但烟甚浓，……试扫其煤以为墨，黑光如漆，松墨不及也，遂大为之。

”②“信州铅山县有苦泉，流以为涧，挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜；熬胆矾铁釜，久之亦化为铜……”。

下列说法不正确的是（　　）

A．①中的“脂水”指石油

B．①中的“烟”指石油中含碳个数较多的烃不完全燃烧产生的现象

C．②中制得胆矾的方法为蒸发结晶

D．②中“久之亦化为铜”发生了置换反应

C　[CuSO4易溶于水，且溶解度受温度影响较大，从溶液中制得胆矾的方法应该是蒸发浓缩、冷却结晶。

]

9．（2021·山东临沂一模）化学与生产、生活及社会发展密切相关。

下列说法正确的是（　　）

A．医疗上用浓度为95%的酒精杀菌消毒

B．葡萄糖作为人类重要的能量来源，是由于它能发生水解

C．石墨纤维和制医用口罩的聚丙烯纤维都是有机高分子化合物

D．聚合硫酸铁[Fe2（OH）x（SO4）y]n是新型絮凝剂，可用来处理水中的悬浮物

D　[医用酒精是体积分数为75%的酒精，A错误；葡萄糖是单糖，不能水解，在人体内发生氧化反应生成CO2和H2O，同时释放出能量，B错误；石墨纤维是碳元素形成的单质，属于无机非金属材料，C错误；聚合硫酸铁溶于水，Fe3＋发生水解生成Fe（OH）3胶体，能吸附水中悬浮物，起到净水作用，D正确。

]