新高考导向下的新情境创新题——第二届命题征集活动优质创新试题选登

1.2022北京冬奥会中使用了很多高新材料，如冬奥会颁奖礼服内胆使用了第二代石墨烯发热材料；速滑竞赛服使用了高性能合成纤维和聚酯材料；火炬“飞扬”使用了新型碳纤维树脂复合材料。下列有关材料的说法错误的是

( )

A.石墨烯、金刚石、石墨互为同素异形体

B.合成纤维与碳纤维均属于有机高分子材料

C.聚酯可由多元醇和多元酸缩聚而得，是高分子聚合物

D.一般树脂材料耐火性较差，但火炬“飞扬”使用的新型碳纤维树脂复合材料具有较高的耐火性

【参考答案】B

【命题意图】本题以北京冬奥会相关知识为基础，重点考查学生的化学与生活、化学与材料相关知识。

【解题思路】石墨烯与金刚石、石墨均为碳单质，互为同素异形体，A项正确；合成纤维属于有机高分子材料，而碳纤维不是，B项错误；聚酯可由多元醇和多元酸缩聚而得，是高分子聚合物，C项正确；火炬“飞扬”采用氢作燃料，火焰温度较高，故此新型碳纤维树脂复合材料具有较高的耐火性，D项正确。

【创新点分析】本题的主要创新点在于题干材料设置，以我国2022北京冬奥会相关知识为材料，以北京冬奥会所用的高科技材料为考查点。

【点评】本题体现了新情境下与化学材料相关的知识的考查方式，紧跟时事，将化学与科技结合，与新高考命题趋势相符合。

【作者单位 姓名】石家庄市第一中学 胡策策

2.下列关于材料的说法错误的是

( )

A.碳纤维是具有耐高温、耐腐蚀性的混合物

B.嫦娥五号探测器在月球表面展示的五星红旗用的材料是芳纶纤维，是一种高强度、高模量和耐高温、耐酸碱、重量轻的有机高分子材料

C.超临界二氧化碳制冷技术利用了二氧化碳的化学性质，有助于实现“碳达峰”和“碳中和”

D.冬奥会服装的“黑科技”材料石墨烯和足球烯互为同素异形体

【参考答案】C

【命题意图】本题利用冬奥会和嫦娥五号相关的材料和技术为素材考查化学与STSE。

【解题思路】碳纤维是具有耐高温、耐腐蚀性的混合物，A正确；芳纶纤维是高强度、耐高温和酸碱且重量轻、可塑性强的有机高分子，B正确；超临界二氧化碳制冷技术利用二氧化碳的气液临界态，当汽化时吸收环境的热量导致温度降低，属于物理性质，C错误；石墨烯、足球烯、金刚石和石墨互为同素异形体，D正确。

【创新点分析】前三个选项的题干材料设置比较新颖，考查的知识面比较广。

【点评】本题涉及材料、环境保护等热点问题，基础性强，属于高考常考题。

【作者单位 姓名】河北衡水中学 赵梅青

3.神舟十三号已凯旋，其返回舱表面及底部包裹着防热层，防热层由特殊的玻璃纤维与有机合成树脂复合而成，返回舱的舷窗玻璃为钢化玻璃，航天员还身穿钛合金制成的衣服。下列说法不正确的是

( )

B.钢化玻璃的原材料是混合物

C.钛合金的熔点较钛单质低，硬度较钛单质大

【参考答案】A

【命题意图】本题考查学生对有机高分子材料、合金的性质、电子式书写的掌握情况。

【解题思路】玻璃纤维属于无机非金属材料，A错误；钢化玻璃是经过特殊处理后的玻璃，它属于硅酸盐材料，因此原料为混合物，B正确；合金的硬度一般比各成分纯金属的大，熔点一般比各成分纯金属的要低，C正确；N2H4分子中，两个氮原子共用一对电子，每个氮原子和两个氢原子分别共用一对电子，电子式书写正确，D正确。

【创新点分析】本题以神舟十三号的返回舱材料为题干，体现化学对人类科研发展的意义，考查相关的化学知识。

【点评】本题材料新、素材新、考查角度新，知识点考查面比较广。

民族意识是对于民族本身文化的认可，是人们发自内心对民族的热爱。当代大学生作为祖国的接班人，应铭记历史，梳理民族意识，以此推动我国社会快速发展。将中国传统文化融入到我国高校思想政治教育中能够有效的提升大学生民族意识，能够引导大学生正确认识我国发展历史，从而培养大学生树立爱国主义信念及对民族文化认可。

【作者单位 姓名】内蒙古乌兰察布市北京八中乌兰察布分校 李彩荣

4.我国提出力争2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”的目标。科学家在二氧化碳(CO2)捕获和利用方面付出了大量的努力，争取早日实现“双碳”目标。下列叙述中不符合二氧化碳的捕获和利用的是

( )

A.在高效稳定的Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂作用下，CO2与H2反应得到选择性达到78%的汽油馏分烃(C5-C11)

B.利用光伏发电的电能电解水产生氢气，再用氢气在催化条件下将二氧化碳还原成甲醇

C.利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下，还原成碳一(C1)化合物，然后再进一步合成淀粉(Cn化合物)

D.汽车尾气处理装置使用催化剂等将CO和NO污染物转化为对环境无污染的气体

【参考答案】D

【命题意图】本题以“碳中和”和“碳达峰”为素材情境，考查CO2的捕获和利用，培养学生对生产、生活中化学知识应用的辨析能力。

【解题思路】CO2与H2在催化剂作用下生成汽油馏分烃，属于CO2的捕获和利用，A项正确；CO2与H2在催化剂作用下生成甲醇，属于CO2的捕获和利用，B项正确；二氧化碳在高密度氢能作用下得到含碳化合物，进而制备出淀粉，属于CO2的捕获和利用，C项正确；汽车尾气中的CO和NO在催化剂作用下生成CO2和N2，属于CO2的生成，D项错误。

【创新点分析】题干以我国提出的“碳达峰”和“碳中和”的“双碳”目标为素材，引导学生关注国家社会热点。选项是以我国科学家的最新研究成果为素材设置，以考查学生在陌生情境下，抽出核心问题，识别出哪些属于二氧化碳的捕获和利用的能力。

【点评】本题中涉及的各种研究成果均体现了化学知识对社会发展的重要作用，培养了学生科学态度与社会责任的学科核心素养。

【作者单位 姓名】河南省荥阳市高级中学 靳思增

5.某同学为了探究镁与NaHCO3溶液反应的产物，设计了以下几个实验(实验中所用镁条相同，且经过了打磨)，请根据实验结果，推测下列说法不正确的是

( )

A.镁与水和盐酸反应的实质，都是和溶液中的H+反应

C.实验④中产生的沉淀可能是MgCO3

【参考答案】D

【命题意图】本题考查学生科学探究与创新意识的学科核心素养和对比性实验的思考分析能力。

【创新点分析】1.题干材料来源于《化学教育》(2021年第42卷第23期：在“镁与碳酸氢钠溶液反应”实验探究中发展核心素养)，属于试题情境素材创新；2.设问考查角度涉及对比实验的分析处理能力。

【点评】本题材料创新，设问创新。

【作者单位 姓名】湖北省恩施市第三高级中学 陈洪义、谷兴龙、卓娅、林娟、邓海乔

6.铁是人体必须的微量元素，某研究小组设计实验检验菠菜中是否含有铁元素，实验流程如图，下列说法错误的是

( )

已知：反应③中20% HNO3对应的产物为NO。

A.上述流程中操作①②是过滤

B.溶液2加入HNO3后再滴入KSCN溶液无现象，说明菠菜中铁元素可能不是以水溶性物质存在

C.溶液3滴加KSCN溶液后变红，说明菠菜中铁元素一定是以三价铁形式存在

【参考答案】C

【命题意图】本题以流程图的形式呈现检验菠菜中是否含有铁元素的实验过程，考查分离操作，基于实验现象和物质性质分析结论，依据实验现象进行离子方程式正误判断。重点考查信息提取与分析能力，证据推理能力，实验探究能力。

【创新点分析】以教材中研究与实践活动主题为背景，检验菠菜中是否含有铁元素的实验为命题素材，密切联系生活实际，体现化学学科价值。

【点评】本题创新实验的呈现方式，以流程形式呈现实验过程，考查物质分离操作、元素化合物性质等主干知识。基于现象分析原理，判断产物和离子方程式正误。考查学生提取和分析信息能力，推理论证能力，实验探究能力。

【作者单位 姓名】河北衡水中学 王晓宁

7.氢氧化亚铁的制备实验是高中化学中的重要演示实验之一。某化学课外小组对氢氧化亚铁的制备做了大量研究，对制备中产生的“绿色物质”的成分进行了探究。

Ⅰ.学习小组用如下装置实验。配制NaOH溶液和FeSO4溶液所用蒸馏水均先煮沸再冷却，FeSO4溶液中加入维生素C和稀硫酸。

实验一：

编号实验操作实验现象方法1在注射器A中吸入4 mL 0.5 mol/L FeSO4溶液,通过注射器B缓慢推入1 mol/L NaOH溶液1 mL,得沉淀a灰白色沉淀(存在时间比方法2的长),20 s后表面有少许灰绿色固体,一天后表面呈灰绿色,内部仍为灰白色方法2在注射器A中吸入4 mL 1 mol/L NaOH溶液,通过注射器B缓慢推入0.5 mol/L FeSO4溶液1 mL,得沉淀b灰白色沉淀(存在时间很短),20 s后颜色加深至灰绿色,一天后内外基本为灰绿色

(1)FeSO4溶液中加入维生素C，是因为维生素C具有______________________________。

(2)该小组同学查阅资料得知通过煮沸的方法无法除尽水中的氧气。依据上述实验，推测方法1中灰白色沉淀比方法2存在时间长的原因_____________________________________、

____________________________。

Ⅱ.为进一步探究沉淀成分，继续实验。

实验二：将实验一中所得灰白的沉淀迅速推出到滤纸上，

方法1得到的沉淀a快速转变为红褐色，无灰绿色物质出现。

方法2得到的沉淀b，灰绿色保存了较长时间，半小时后边缘部分逐渐变为红褐色，15小时后全部转化为红褐色。

(3)依据上述现象，沉淀a为较纯的________(写化学式)。将沉淀a久置于反应器中，固体变为深绿色，后将沉淀推出到滤纸上，沉淀缓慢变为褐色固体，用磁铁检测，产物中有少量物质可被吸引。在反应器中生成磁性物质发生的总化学反应方程式为_____________________________________。

(4)取灰绿色的沉淀b洗涤干净，加酸溶解，沉淀转化为黄色溶液。将此黄色溶液滴入到KSCN溶液，溶液呈血红色；滴入到酸性高锰酸钾溶液，溶液紫红色褪去；滴入到氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明沉淀中含有离子：_____________________________________。

Ⅲ.学习小组依据探究结果，设计如下实验装置。

实验三：打开右瓶上方空气过滤器的气阀，然后依次打开鲁尔阀、推动注射器，将左瓶中的FeSO4溶液压入右瓶；当右瓶中明显有白色沉淀生成时，停止加液，依次关闭鲁尔阀、关闭右瓶上方的空气过滤器的气阀、打开左瓶上方的空气过滤器的气阀。已知图中阀门为单向阀。

(5)实验开始时，打开右瓶上方的空气过滤器的气阀作用是_____________________________________。采用氨水(NH3·H2O)代

替教材实验中的NaOH溶液目的是_____________________________________。

氨水中加入0.5 mol/L Na2SO3溶液的目的是_____________________________________________________(用离子方程式表示)。

【参考答案】(1)还原性

(2)方法1中NaOH不足量，碱性较弱；维生素C降低了方法1中过量FeSO4溶液中溶解氧的浓度

【命题意图】本题考查学生在陌生实验情境下应用知识解决问题的能力。

【创新点分析】材料取自知网上的两篇文献(杨晓东.氢氧化亚铁制备实验的再探究[J].化学教学，2015(02)：56-58；张宏艳.基于X射线衍射分析方法改进氢氧化亚铁制备实验[J].化学教学，2021(05)：77-81)。文献中对氢氧化亚铁制备的条件、“绿色物质”的成分、实验的改进做了研究，很多问题突破了高中生的浅显认知，为陌生实验情境，考查学生在新情境中解决问题的能力。

【点评】考查角度：告知通过煮沸的方法无法除尽水中的氧气，突破学生“传统”认知，另行找寻信息，依据实验操作和现象推出结论。

考查陌生装置：空气过滤器的气阀、鲁尔阀的作用较为陌生，可以依据为达成实验目的而采取的操作，推知装置的作用。

考查维度：不仅考查氢氧化亚铁制备的必备知识，更考查关键能力，不仅仅是陌生实验材料情境，还有陌生反应、陌生改进装置，对解决问题的能力提出挑战。