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第五章　非金属及其化合物
素养微专题（四）化学与STSE、传
统文化
化学
一、化学与STSE
1．化学与生产、生活
(1)明矾净水：明矾电离出的Al3+水解生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体可吸附水中的悬浮物形成沉淀。
(2)漂白剂：漂白粉、漂白液（有效成分为NaClO）、H2O2、Na2O2、O3等的漂白原理为氧化漂白。
(3)胶体：制豆腐、江河入海口三角洲的形成原理是胶体聚沉；胶体的丁达尔效应可解释树林中的晨曦、舞台上的光柱等。
专题总结
(4)灭火器：干粉灭火器内装的一般是磷酸铵盐干粉灭火剂；泡沫灭火器是利用盐类的水解原理。
(5)钡餐：硫酸钡难溶于水和酸，可作X光透视肠胃时的药剂。
(6)消毒剂：漂白粉、漂白液（有效成分为NaClO）、H2O2、K2FeO4、胆矾、75%乙醇等，原理是使蛋白质变性。
(7)氮肥：NH4HCO3、NH4NO3等可溶的含氮化合物。
(8)抗酸药：NaHCO3、Al(OH)3能与酸反应。
(9)食品添加剂：着色剂、增味剂、防腐剂、营养强化剂等。
2．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
丝、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、天然气等作为原料制成的高分子化合物
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
材料 主要组成或性质
硅材料 晶体硅是半导体材料，用于制作集成电路板、光电池等；二氧化硅用于制造光导纤维
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
3.化学与能源、科技
(1)化石燃料：煤、石油、天然气等。
(2)新能源：如太阳能、核能、氢能、地热能等。关注新型高能绿色电池、新能源，如可燃冰开发利用等。
(3)关注最新科技成果。
4．化学与环境
常见六大环境污染及主要原因
二、化学与传统文化
1．常考角度
(1)从“物质”的角度考查
根据我国古代典籍、科技成果等素材分析物质的性质，判断是哪种物质。如“有硇水者，剪银块投之，则旋而为水”，“硇水”指的是硝酸；“鼻冲水”条目下描述有“番舶贮以玻璃瓶，紧塞其口，勿使泄气，则药力不减，气甚辛烈，触人脑，非有病不可嗅”，“鼻冲水”指的是氨水。
(2)从“变化”的角度考查
根据古代典籍、古诗词等素材分析化学反应，判断是化学变化还是物理变化；判断化学反应的类型，如置换反应、氧化还原反应等。如“烈火焚烧若等闲”，该过程涉及化学变化——碳酸钙的分解；“熬胆矾(CuSO4·5H2O)铁釜，久之亦化为铜”，涉及的反应类型为置换反应或氧化还原反应。
(3)从“分离、提纯”的角度考查
根据过程判断分离和提纯的常见方法：蒸馏、蒸发、升华、萃取等，如“用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也。”该过程涉及蒸馏操作；“……(KNO3)所在山泽，冬月地上有霜，扫取以水淋汁后，乃煎炼而成”，“煎炼”涉及蒸发结晶操作。
2．“传统文化”类试题解题三步曲
古化学及诗文关键字词多为颜色变化（如铜色、色赤）、操作方式（如熬、蒸、渍、强烧等）、现象（紫青烟起、五金八石皆能穿滴等）。
【例1】　（2024·广东卷）嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是(　　)
A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料
B．机械表中由钼、钴、镍、铬等元素组成的发条，其材质属于合金
C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiC
典例研析
C
题型一 化学与STSE
【即时训练1】　（2024·湖南卷）近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是(　　)
A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌
D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
D
解析：理想的新能源应具有资源丰富、可再生、无污染等特点，A正确；氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能，对氢气与氧气反应的能量进行利用，减小了直接燃烧的热量散失，产物无污染，故具有能量转化率高、清洁等优点，B正确；脱嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂离子，锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在正极脱嵌，C正确；太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，D错误。
【即时训练2】　（2024·贵州卷）厨房中处处有化学。下列说法错误的是(　　)
A
选项 生活情境 涉及化学知识
A 清洗餐具时用洗洁精去除油污 洗洁精中的表面活性剂可使油污水解为水溶性物质
B 炒菜时不宜将油加热至冒烟 油脂在高温下容易生成对身体有害的稠环化合物
C 长期暴露在空气中的食盐变成了糊状 食盐中常含有容易潮解的MgCl2
D 久煮的鸡蛋蛋黄表面常呈灰绿色 蛋白中硫元素与蛋黄中铁元素生成的FeS和蛋黄混合呈灰绿色
解析：洗洁精去除油污主要是利用乳化原理，油污没有水解，A错误；炒菜时不宜将油加热至冒烟，主要是油脂在高温下容易生成对身体有害的稠环化合物，B正确；长期暴露在空气中的食盐变成了糊状，因为食盐中常含有容易潮解的MgCl2，C正确；久煮的鸡蛋蛋黄表面常呈灰绿色，是由于蛋白中硫元素与蛋黄中铁元素生成的FeS和蛋黄混合呈灰绿色，D正确。
化学与STSE的解题步骤
题型二 化学与传统文化
【例2】　（2023·福建卷）唐代陆羽《茶经·三之造》中记载茶叶制作过程：“晴采之，蒸之，捣之，拍之，焙之，穿之，封之，茶之干矣”。以下操作中最不可能引起化学变化的是(　　)
A．蒸　　　B．捣　　　C．焙　　　D．封
解析：蒸青，这样做出的茶去掉了生腥的草味，加热引起颜色的变化，有新物质产生，故A不符合题意；捣泥压榨，去汁压饼，让茶叶的苦涩味大大降低，可能引起物质的变化，故B不符合题意；烘焙加热可能引起物质分解、氧化等，故C不符合题意；封装，保持干燥、防止氧化，最不可能引起化学变化，故D符合题意。
D
【即时训练3】　（2024·甘肃卷）下列成语涉及金属材料的是(　　)
A．洛阳纸贵 B．聚沙成塔
C．金戈铁马 D．甘之若饴
解析：A项，纸的主要成分是纤维素，不是金属材料；B项，沙的主要成分是SiO2，不是金属材料；C项，金和铁都是金属；D项，甘之若饴的意思是把它看成像糖那样甜，糖类是有机物，不是金属材料。
C
【即时训练4】　（2023·河北卷）《本草纲目》中记载了粗食盐的一种制作过程：“取盐于池旁耕地，沃以池水，每得南风急，则宿夕成盐。”若将粗食盐在实验室提纯，不涉及的操作是(　　)
A．溶解 B．蒸发
C．过滤 D．蒸馏
解析：粗食盐在实验室提纯，需要将粗盐溶解，然后过滤除杂，接着蒸发结晶，不需要蒸馏，故选D。
D
专题精练
1．（2024·全国新课标卷）文房四宝是中华传统文化的瑰宝。下列有关叙述错误的是(　　)
A.羊毛可用于制毛笔，主要成分为蛋白质
B．松木可用于制墨，墨的主要成分是单质碳
C．竹子可用于造纸，纸的主要成分是纤维素
D．大理石可用于制砚台，主要成分为硅酸盐
D
解析：羊毛的主要成分为蛋白质，A正确；墨的主要成分是炭黑，炭黑是碳元素的一种单质，B正确；竹子的主要成分是纤维素，用其造的纸的主要成分也是纤维素，C正确；大理石的主要成分为碳酸钙，不是硅酸盐，D错误。
2．（2024·甘肃卷）化学与生活息息相关，下列对应关系错误的是(　　)
D
选项 物质 性质 用途
A 次氯酸钠 氧化性 衣物漂白
B 氢气 可燃性 制作燃料电池
C 聚乳酸 生物可降解性 制作一次性餐具
D 活性炭 吸附性 分解室内甲醛
解析：次氯酸钠有强氧化性，从而可以作漂白剂，用于衣物漂白，A正确；氢气是可燃气体，具有可燃性，能被氧气氧化，可用于制作燃料电池，B正确；聚乳酸具有生物可降解性，无毒，是高分子化合物，可用于制作一次性餐具，C正确；活性炭有吸附性，能够有效吸附空气中的有害气体、去除异味，但无法分解甲醛，D错误。
3．（2024·山东卷）化学品在食品工业中也有重要应用，下列说法错误的是(　　)
A．活性炭可用作食品脱色剂
B．铁粉可用作食品脱氧剂
C．谷氨酸钠可用作食品增味剂
D．五氧化二磷可用作食品干燥剂
D
解析：活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，能够吸附一些食品中的色素，A正确；铁粉具有还原性，能与O2反应，可延长食品的保质期，可作食品脱氧剂，B正确；谷氨酸钠是味精的主要成分，能增加食物的鲜味，是一种常用的食品增味剂，C正确；P2O5吸水后的产物有毒，不能用作食品干燥剂，D错误。
4．（2024·广东卷）“极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是(　　)
A．“雪龙2”号破冰船极地科考：破冰过程中水发生了化学变化
B．大型液化天然气运输船成功建造：天然气液化过程中形成了新的化学键
C．嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机：燃烧时存在化学能转化为热能
D．神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验：水的电子式为H∶O∶H
C
5．（2023·海南卷）《齐民要术》中记载了酒曲的处理，“乃平量曲一斗，臼中捣令碎。若浸曲一斗，与五升水。浸曲三日，如鱼眼汤沸……”。下列说法错误的是(　　)
A．“捣碎”目的是促进混合完全
B．“曲”中含有复杂的催化剂
C．“斗”和“升”都是容量单位
D．“鱼眼”是水蒸气气泡的拟像化
D
解析：“捣碎”可以增大接触面积，提高发酵速率，也能促进混合完全，A正确；“曲”中含有多种酶、细菌和真菌，具有催化作用，B正确；“斗”和“升”都是容量单位，C正确；“浸曲三日，如鱼眼汤沸”是让酒曲充分发酵，葡萄糖在酒曲酶的催化作用下反应生成CO2和乙醇，鱼眼指的是CO2气泡的拟像化，D错误。
6．（2024·湖北卷）劳动人民的发明创造是中华优秀传统文化的组成部分。下列化学原理描述错误的是(　　)
C
选项 发明 关键操作 化学原理
A 制墨 松木在窑内焖烧 发生不完全燃烧
B 陶瓷 黏土高温烧结 形成新的化学键
C 造纸 草木灰水浸泡树皮 促进纤维素溶解
D 火药 硫黄、硝石和木炭混合，点燃 发生氧化还原反应

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