全国高中学生化学竞赛(初赛)试题与试题分析(10份).doc

/NUMPAGES81
全国高中学生化学竞赛(初赛)试题汇编试题与试题分析
竞赛时间3小时。迟到超过30分钟者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷（背面前上）放在桌面上，立即起立撤离考场。
试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在站定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。
姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论。
允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
1997年全国高中学生化学竞赛(初赛)试题分析
第一题(10分)次磷酸H3PO2是一种强还原剂，将它加入CuSO4水溶液，加热到40～50℃，析出一种红棕色的难溶物A。经鉴定：反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X射线衍射证实A是一种六方晶体，结构类同于纤维锌矿(ZnS),组成稳定；A的主要化学性质如下：1。温度超过60℃，分解成金属铜和一种气体；2。在氯气中着火；3。与盐酸应放出气体。回答如下问题：(1)写出A的化学式。(2)写出A的生成反应方程式。(3)写出A与氯气反应的化学方程式。(4)写出A与盐酸反应的化学方程式。
[解题思路]整个试题围绕着A是什么物质。可以把有关的信息用如下的图形来综合：

首先可以把A写成MX。其中的M是铜是无疑的，因A经加热分解可以得到铜(M=Cu)。X是什么？这是本题的难点。先根据MX具有ZnS的结构，是M：X=1：1的组成，A只可能是CuS，CuP，CuO和CuH等等，显然，只有CuH才是与其他信息对应的，若是CuS或CuO，生成反应中就找不到被强还原剂(NaH2PO2)还原的元素，若是CuP，与铜和磷的化合价矛盾(按化合价，应是Cu3P或者Cu3P2，均不是ZnS的组成)，所以A是CuH。如果选手以为A是Cu、Cu2O、CuH2PO3、Cu3P、Cu3P2、CuH2P、CuHP等等物质，与A的晶体结构属ZnS型(1：1的MX)矛盾，更无后面所述的几种化学性质，不可取。解决了A是什么(本题的关键)，其余的问题引刃而解。
[解]
CuH(4分)
4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH+3H3PO4+4H2SO4(2分)
[分析]题面已经告诉反应在水溶液里进行，配平时加水应在情理之中，题面已经告诉得到磷酸和硫酸，因此得到其他别的产物不得分；不配平也不得分，后面的反应式也要配平，不配平不得分。
2CuH+3Cl2=2CuCl2+2HCl(2分)
[分析]把CuCl2写成CuCl不给分，因铜与氯气反应得到氯化铜属于中学化学知识点。
CuH+HCl=CuCl+H2(2分)
[分析]单单写成CuCl2不给分，但如果写成CuCl2+Cu可以考虑给一半分，因这种错误不属于中学的知识点。或写成CuH+2HCl=HCuCl2+H2或者CuH+3HCl=H2CuCl3+H2也得分。因各小题明显相关，答不出CuH则后面各小题均无分，因此后几小题分值较低。
[评论]本题涉及的化学概念有氧化还原反应的本质、化合价、化合物的基本类型等。本题涉及的A=CuH在中学教学内容中根本没有(大学化学里也没有)，完全是新的，但试题本身的信息迫使学生认可它的若干基本性质。中学化学里有NaH的知识点，因此，不能认为负氢离子是新知识，问题是负氢离子的性质中学化学并没有，但试题给了足够的信息：在高温下发生分解(自身氧化还原反应)；负氢离子是强还原剂(与氯气反应，当然CuH中的Cu+同时也被氧化)；与正氢离子反应放出氢气。本题的思路中的科学假设与科学论证是科学思维的最基本形式；本题较好地考察了竞赛学生思维的严密性、敏捷性、深刻性、广阔性和创造性；既考察发散，又考察收敛；既需要逻辑思维，又需要高度的想象：解题本身就是一种创新思维。考虑到学生可能没有关于一价铜的性质的具体化学知识，在给分的设计中，应答超过中学化学知识水平的，或者答错的，也给分，这种尝试不知大家是否认可。
可惜，据考察某省市的实际应答结果，绝大多数学生得不出A是什么，本题得零分，尤其是那些其他题做得较好的可以被选入冬令营的学生得零分。这个结果出乎命题人的预料，也出乎许多预先看过本题的中学老师和中学教研员的预料。这是怎么回事？仔细查阅学生的应答，发现大多数学生以为A是铜的磷化物，而且多数认为是Cu3P2或者Cu3P！这显然不符合试题给出的信息。老师们认为，其可能原因是(1)应试学生不理解A的晶体结构类同于ZnS意味着什么；(2)缺乏加热温度的半定量概念。题面给出A的分解温度是很低的，学生意识不到。(3)某次高考题里出现过磷化铜，学生就拿来套。这是不是“题海”副作用？学生习惯于用头脑中已知的知识作为套路来解决未知的问题，并不善于用大量信息来得出新的知识。这反映了我国基础教育中的一个大问题：不讲知识是如何形成的，不着重训练综合实际获得的知识信息来得出新