２００７年全国初中化学竞赛ＳＴＳＥ考题探析

STSE是科学、技术、社会和环境的缩写.近几年化学竞赛试题的一个突出特点是重视基本理论的实用性和社会性，强调化学知识在科学技术、社会生活、环境保护等方面的应用。这类知识既拓宽了同学们的知识视野，又较好地体现了化学这门科学源于社会、源于生活，服务于社会、服务于生活的时代主题.现对2007年全国化学竞赛复赛试题中的STSE试题简要分析如下：

一、走进社会生活

例1某同学在家中找到一种白色粉末，到学校实验室进行实验，实验过程与现象如下：

对此粉末成分判断正确的是（ ）

A、该粉末一定是碳酸钙 B、该粉末可能是碳酸钠或碳酸氢钠

C、该粉末一定是一种碱 D、该粉末中含有碳酸根或碳酸氢根离子

分析：学习化学的终极目的在于运用思维方法、化学知识解决现实社会生活中的实际问题。本题以家庭中的物质为载体，考查同学们对物质成分的判断、分析，由题中信息可知：该物质溶于水、其水溶液呈碱性，向该物质的溶液中滴加盐酸产生能使澄清的石灰水变混浊的气体——二氧化碳，说明该物质中含有碳酸根或碳酸氢根离子，至于该物质中的阳离子无法准确给予判断。

答案： D。

点拨：本题实质上是考查碳酸根或碳酸氢根离子的鉴别方法。

二、注重环境保护

例2“空气污染指数”是我国城市空气质量日报的主耍内容之一。目前计入其中的各项污染物除可吸入颗粒外，还应包括的气体是（ ）

A、SO₂O₂NO₂

B、SO₂CO₂NO₂

C、SO₂N₂ NO₂

D、SO₂CO NO₂

分析：空气污染主要分为气体和粉尘两大类，气体污染物较多为：SO2、CO、 NO2等物质，它们主要来自煤、石油等燃料的燃烧和工厂排放的废气。

答案：D。

点拨：本题考查的知识点为空气的污染知识——常见气体污染物，需要同学们平时多关心身边的环境。

三、关注农业生产

例3 小明的邻居张大爷种植蔬菜，现在他有点苦恼，去年购买的化肥，由于外包装上的字迹看不清，只记得该化肥是硫酸钾、碳酸氢铵、氯化铵中的一种。小明利用学过的化学知识，设计如下实验方案帮张大爷鉴别化肥：

【实验步骤】取上述化肥少量于一容器中，加入少量熟石灰粉末，混合研磨。

【实验现象】嗅到氨味。

【实验结论】小明由上述实验推断该化肥不是________________。

（l）请你根据上述实验结论，设计一个简单的实验方案来进一步证明该化肥可能是什么。

（2）通过小明的实验，请你写出使用铵态氮肥的一点注意事项：______________________ 。

分析：“民以食为天”，本题引导同学们关注农业生产，增强科教兴农意识，充分说明化学这门实验科学来源于社会，反过来又服务于社会的宗旨。该化肥与熟石灰粉末混合研磨，产生氨气，说明该化肥为铵态氮肥，从而排除了该化肥是硫酸钾的可能。取少量该化肥于试管中，加水使其溶解，再向其中滴加AgNO3和稀HNO3溶液，若有白色沉淀产生，说明该化肥中含有Cl-，进而推知该化肥为氯化铵，相关的化学反应方程式为：NH4Cl+AgNO3=AgCl↓+NH4NO3，否则为碳酸氢铵。铵态氮肥与碱性物质混用产生氨气，从而降低肥效。

答案：该化肥不是硫酸钾。

（1）

（2）铵态氮肥与碱性物质不能混用，因为会产生氨气，从而降低肥效。

点拨：本题主要考查铵态氮肥的鉴别及使用时的注意事项。

四、联系化工生产

例4 我国著名化学家侯德榜发明的联合制碱法的主要原理是：向浓氨水中通入足量的CO2生成NH4HCO3溶液，然后加入食盐细粒充分搅拌，使两者发生复分解反应。由于生成的碳酸氢钠的溶解度小，便呈晶体析出；将析出的碳酸氢钠加热得碳酸钠、二氧化碳和水。

（l）写出上述二个反应的化学方程式：

①_______________________________________________________________；

②_______________________________________________________________；

③_______________________________________________________________。

（2）有人认为候氏制碱法有以下优点，你认为其中正确的是（）

A、生产过程中部分产物可作为原料使用

B、副产品是一种氮肥

C、反应都不需要加热，可节约能源

点拨：本题主要考查候氏制碱法的反应原理及其优点。

五、突出学科特点

例5实验室里不同化学试剂的保存方法不尽相同。下图中A、B、C、D、E是一些保存药品的试剂瓶。请把下列常见试剂的序号填写在各试剂瓶下面的括号内。（任填三空）

①NaOH溶液 ②浓硫酸 ③Na2CO3溶液 ④白磷 ⑤大理石 ⑥酒精 ⑦浓硝酸 ⑧锌粒 ⑨硝酸银

分析：本题主要考查药品的存放知识。了解药品的性质是存放药品的关键。NaOH溶液、Na2CO3溶液均显碱性，存放这些药品的试剂瓶不能用玻璃塞；白磷着火点低且易与空气中的氧气发生氧化反应，所以一般保存在水中；浓硝酸、硝酸银见光易分解，常保存在棕色试剂瓶中。

答案：C①（或③）；B④；E②（⑦或⑨）。

点拨：本题主要考查化学药品的性质，根据其性质确定其保存方法。

六、体现学科融合

例6根据维生素C能够使淀粉-I溶液褪色的原理，应用右图实验可以测定果汁中维生素C含量的多少。要得出正确结论，实验过程中不需要进行控制的条件是（）

A、两个烧杯的大小相等

B、两个胶头滴管滴出的每滴果汁的体积

C、烧杯中淀粉-I溶液的浓度

D、胶头滴管滴出的果汁的滴数

分析：近几年的中考化学命题打破了传统封闭的学科观念， 淡化了化学、生物、物理等学科之间的界限，加强了各学科间的渗透、交叉与综合，在内容整合上作了较好的探索。在对比实验中，必须保证淀粉-I溶液的量、每滴果汁的体积及滴出果汁的滴数相等，否则可能得出错误的结论，而烧杯的大小不影响实验结论，因此不必控制。

答案： A。

点拨：本题考查人体需要的重要营养物质及实验基本操作知识，同时考查了灵活运用知识的能力。解题的关键是看懂题给文字及图示信息，明白题设的新情景，并能将已有的知识应用于问题的解决过程之中。

七、强调安全、健康

例7图中所示装置，有洗气、储气等用途。在医院为病人输氧气时， 也利用了类似的装置，并在装置中盛放适量蒸馏水，以下说法不正确的是（）

A、导管B连接供给氧气的钢瓶

B、导管B连接病人吸氧气的塑胶管

C、该装置可用来观察输出氧气的速度

D、该装置可用来调节输出氧气的速度

分析：将医疗常识与化学知识相结合，体现了命题形式的灵活性和命题取材的广泛性、真实性。该装置的特点是通过观察瓶内气泡的产生速度来控制氧气的输出速度，因此导管A连接供给氧气的钢瓶，导管B连接病人吸氧气的塑胶管。

答案：A。

点拨：该装置是化学实验中经常用到的装置，它采用“洗气原理”，即气体的进出应按“长进短出”的原则。

八、加强科学探究

例8为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60 mL且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：

（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15 mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明_____________________；

（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到的现象为________________；

（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。可观察到的现象为________________；

（4）若按小华的设想进行实验，实际上可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败。

例如：_______________________________________________________。

分析：（1）若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明整个装置的气密性良好。（2）试管内白磷燃烧产生大量白烟、放出热量、消耗了试管中的氧气，其体积为：40mL×20%=8mL，则活塞前沿移至12 mL处；（3）若不使用弹簧夹，白磷燃烧消耗密闭体系里空气中的氧气，其体积为：60mL×20%=12 mL，则活塞前沿移至8mL处；白磷燃烧剧烈，放出大量的热，可能导致试管炸裂。

答案：（1）装置的气密性良好；（2）试管内白磷燃烧产生大量白烟、放出热量、消耗了试管中的氧气，活塞前沿移至12 mL处；（3）白磷燃烧，体系内充满大量白烟、放出热量、消耗了体系中的氧气，活塞前沿移至8 mL处；（4）白磷燃烧剧烈，放出大量的热，可能导致试管炸裂。

点拨：本题以空气的体积组成为载体，主要探究空气中氧气的含量。

九、树立“节能”意识

例9（l）打火机使用的气体有机燃料稍加压即可以液化，减压（打开开关）液体很容易气化，遇明火即燃烧。 下表中的有机物可作打火机燃料的是_____________________。

（2）人类对煤和石油等化石燃料的大量开采和使用，已使其面临枯竭。有待继续开发、利用的新能源有 。

分析：人类的生活和生存离不开能源。化石燃料正面临着日益枯竭的危机，开发和利用清洁而又高效的新能源是21世纪人类面临的重要课题。（1）根据打火机使用的气体有机燃料的性质特点，结合表格中给出的物质的性质可以判断比较适合作打火机燃料的是C4H10；（2）目前，人们对新能源的开发已经取得了一些突破，太阳能、地热能、风能、核能、潮汐能逐步走上能源的舞台，为解决人类的能源危机开辟了新天地。

答案：（1）C4H10；（2）太阳能、地热能、风能、核能、潮汐能。

十、渗透科技信息

例10不久前，日本某材料研究所的科学家发明了一种“碳纳米管温度计”，这种温度计被认定为是目前世界上最小的温度计。研究人员在长约l0-6m，直径为l0-7m的碳纳米管中充入液态的金属镓。当温度升高时，管中镓就会膨胀，通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量的范围可从30℃到490℃，并且精确度较高，可用于检查电子线路是否异常、测量毛细血管的温度等。根据以上信息判断下列推测中正确的是（）

A、碳纳米管的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小，可忽略不计

B、金属镓的熔点、沸点都很低

C、在30℃至490℃之间金属镓的体积与温度变化成正比

D、金属镓的体积在30℃至490℃之间随温度变化很小，可忽略不计

分析：以高科技知识为载体的化学竞赛考题也是竞赛命题的一大趋势。金属镓的熔点低、但沸点一定很高，否则它就容易变为蒸汽，镓的体积随温度变化而发生“较大”变化，但不一定成正比例关系，碳纳米管的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小，可忽略不计。

答案：A 。

点拨：本题以信息的形式考查碳的性质及金属的性质，要求同学们在短时间内通过阅读、审题、筛选和提炼新信息，加工同化新理论、新方法、新知识解决问题，较好地考查了学习潜能。

十一、突出考查处理信息的能力

例1120℃时，取相同质量的a、b、c三种物质的饱和溶液分别置于三个烧杯中，再分别向其中加入相同质量的相应固体溶质，将温度升高到40℃，固体的溶解情况如图1所示。图2为a、b、c三种物质的溶解度曲线。请仔细阅读图1和图2回答下列问题：

（1）三种物质的溶解度关系为b＞a＞c时的温度为t℃，则t的取值范围是_____________________。

（2）烧杯甲里是___________物质的溶液，烧杯乙里是______________________物质的溶液。

（3）40℃时，烧杯______________里的溶液中溶剂最少。

（4）各种状态下，各烧杯(甲、乙、丙)里的溶液中溶质质量分数的比较一定正确的是____________________。

A、甲(状态2)＞甲(状态1) B、乙(状态1)＞甲(状态3)

C、甲(状态1)＝乙(状态2) D、乙(状态3)＞丙(状态3)

分析：本题是一道图示信息考题，该题从素材来看所记载的是三种物质的溶解度随温度变化的图示，从内容上来看是溶解度受温度的影响情况及饱和溶液溶质质量分数的判断，该题要求同学们在阅读试题分析题意时思考问题的本质。该题设置了探究情境，加深了理解和记忆。

答案：（1）20℃～30℃；（2）c，a ；（3）甲 ；（4）BC。

点拨：本题主要考查物质的溶解度随温度的变化情况，学会分析溶解度曲线随温度的变化情况，学会利用所学的知识解释有关实验现象是解题的关键。

总之，随着新课改的不断实施，STSE考题已经成为一道靓丽的风景，该类考题约占竞赛试题总分的70%左右，且呈逐年递增趋势，是当前及今后竞赛命题或中考命题的一大趋势。

● 编辑/王一鸣

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”