2008天原杯化学竞赛试题透析及启示

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文章编号：1005－6629(2008)10－0049－04中图分类号：G633.8文献标识码：B

2008年全国初中化学素质和实验能力竞赛(即第十八届天原杯化学竞赛)在4月13日如期举行。纵观本届化学竞赛试题，其突出特点是更加注重知识的应用性和实践性，注重试题的开放性，突出对学生能力的考查，充分体现学以致用的教学原则，具体体现于以下几方面：

1试题突出开放性

本届化学竞赛试题中能为考生提供较大思维空间的开放性试题被大量采用。此类试题为培养学生发散、收敛和创新的思维能力、引导学生灵活运用所学知识，从不同角度探求解决问题的方法；为初中阶段实施素质教育、实施学科创新教育，起到了很好的导向作用，是一种具有生命力的好题型。

例1.(2008全国赛题6)常温常压下，10mL某气态物质含有2.68×1020个分子，而这些分子里又含有8.04×1020个原子，则判断该物质是一种()

A.单质B.化合物

C.混合物 D.以上都有可能

解析：题中数据告诉我们：该物质的每个分子中含有3个原子，通常所见的臭氧(O3)、CO2气体都符合条件；意大利科学家制造出的新型氧分子(O4)如果和氧气分子(O2)混合， 也满足条件，因此符合条件的物质可能是单质、也可能是化合物、混合物。

答案：(D)

例2. (2008全国赛题17)请按CH4、NH3、H2O、HF、HCl排列顺序，列出五种物质之间存在的规律：_____、____；这五种物质中除_____(填化学式)外，各分子所含核外电子总数均为_____个。

解析：仔细分析给出的五种物质的化学式，可以看出：从组成上讲，这五种物质均由氢元素和另外一种元素组成，除氢元素外，其他元素的核电荷数依次增大；从量的方面分析，五种物质的相对分子质量依次增大，从元素的质量分数分析，五种物质中氢元素的质量分数依次减小，对于CH4、NH3、H2O、HF四种物质来说，其分子所含核外电子总数都是10，而HCl为18。

答案：相对分子质量依次增大，氢元素的质量分数依次减小，HCl，10。

启示：开放性试题也称为创新能力评价(培养)题、扇形题、发散题等，一般是指那些或是正确答案不唯一，或是思维过程不唯一的试题，开放性试题的“开放”方式有三种：一是条件开放(给定多余的条件或者没有限制条件)，二是过程开放(解决问题的途径、方式方法多种多样)，三是结果开放(可以得到并列的多个答案)。学生可以从不同角度、多个方位理解试题，处理信息。教学中，要引导学生从基础知识和基本技能入手，从多角度分析，多层次思考，以探寻一因多果或一果多因、一题多解或多题同解等。

2试题突出科学探究性

科学探究包括发现问题、寻找信息、提出假设、设计实验、观察实验、完成论证、反思评价等环节，对科学探究的八个要素进行考查，通常用列举资料、思维辨析等方式，考查学生对比较、分类、概括、抽象等科学方法的应用能力。

例3.(2008全国赛题25)A、B是实验室二种常见的玻璃仪器

(1)下表内已绘制其中2种仪器上部约1/4的局部特征，请你分别根据其用途补绘剩余部分。

(2)下列仪器可装配一套“随开随用、随着随停”的气体发生装置。请填写所用仪器的序号：_______(夹持、固定的仪器不考虑)。能用该套装置制取的气体有_________(任填两种)

解析：(1)根据给出的仪器A和B的用途可知A为试管，B应为烧瓶；(2)给出的仪器能够装配成“随开随用、随关随停”的气体发生装置如右图所示：因此所选用的仪器应为②⑤⑥⑧，该装置用于常温下的固体与液体反应，反应不需要加热，初中化学学过的氢气、二氧化碳、氧气(用过氧化氢和二氧化锰制备)均能用该套装置制取。

答案：(1)试管(图略)、烧瓶(图略)；(2)②⑤⑥⑧，氢气、二氧化碳。

例4.(2008全国赛题26)某同学为了探究木炭还原氧化铜所生成的气体产物是什么，提出了猜想：a.可能是二氧化碳；b.可能是一氧化碳。并设计如图所示装置进行实验，预期的实验现象及结论如下：①若澄清的石灰水变浑浊，则气体为二氧化碳；②若澄清的石灰水不变浑浊，则气体为一氧化碳。请你回答：

(1)该同学的猜想是否严谨？若不严谨，请作补充，_______

(2)请你对该实验装置予以评价，_________。

解析：二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，但二氧化碳和一氧化碳的混合气体同样也能够使澄清的石灰水变浑浊，因此该同学的猜想不严谨；该同学的猜想②是木炭还原氧化铜所生成的气体产物可能是CO，CO有毒，进入空气中会污染空气，因此应将一氧化碳进行处理，如将其点燃或用气球收集起来。

答案：(1)不严谨，CO2中混有CO同样能使澄清的石灰水变浑浊；(2)该实验装置不够环保，因为没有对尾气进行处理，反应中产生的CO进入空气会污染环境。

启示：该类试题貌似复杂，有的知识还比较陌生，乍一看觉得很难下手，但事实上解答该类试题所需知识和解决方法，都是已学过的或题目暗示的。解题时只要静下心来读懂题意就可攻克，难度并不大。在进行探究时要注意在已有知识、已有经验的基础上通过类比思维找到解决新问题的钥匙、通过对比实验的方式得出结论。

3 试题突出化学新信息新情境

信息给予题，又称化学新信息题、化学新情境题，一般由“新信息”和“问题”两部分组成。此类试题能考查学生获取知识能力以及综合运用所学知识和题给信息分析解决问题的能力，特别有利于选拔有潜能、有创造力的学生，符合竞赛命题从“知识型”向“能力型”、“素质型”转变的要求，成为近年化学竞赛命题的热点题型。

例5.(2008全国赛题18)2007年诺贝尔化学奖授予德国化学家格哈德・埃特尔，以表彰他在“固体表面的化学过程”研究中取得的杰出成就。

不同物质接触面的过渡区称为界面，若其中一物质为气态时，这种界面通常称为表面；在其表面上所发生的一切物理化学现象统称为表面现象，而研究各种表面现象裨的科学称为表面化学。

(1)界面的类型形式上可以根据物质的三态来划分，如液―固界面等。表面现象主要研究的是_________、_________界面上发生的各种物理化学现象。

(2)下列哪些研究属于表面化学研究的范畴________(填字母编号)。

a.钢铁的生锈

b.以金属为催化剂，用氮、氢合成氨

c.以铂、铑等为催化剂，将汽车尾气中的NOx、CO等转化为无污染物质

解析：(1)根据题中信息可以知道：表面现象是气体与固体、或气体与液体在其表面上所发生的一切物理化学现象，因此表面现象主要研究的是气―固界面、气―液界面上发生的各种物理化学现象；(2)a、b、c三个选项中均涉及气―液、气―固之间的反应，三个化学反应中均有气体参加，因此均属于表面化学研究的范畴。

答案：(1)气―固、气―液；(2)a、b、c

例6.(2008全国赛题16)用于2008年奥运会的国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料FTFE，它是乙烯―四氟乙烯的共聚物，具有许多优异的性能：

①具有特有的表面抗粘着的性能；

②使用寿命至少为25～35年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料；

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③达到B1、DIN4102防火等级标准，且不会自燃；

④质量很轻，只有同等大小的玻璃质量的1%；

⑤韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400%；

⑥能有效地利用自然光，透光率可高达95%，同时起到保温隔热的性能，节省能源。

(1)②说明ETFE的化学性质在自然条件下较_______(填“稳定”或“活泼”)

(2)上述特点中，属于ETFE的物理性质的有_____________。

解析：根据信息“FTFE的使用寿命至少为25～35年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料”，可知其化学性质在自然条件下比较稳定；(2)物质的物理性包括物质的密度、延展性、强度、硬度、导电导热性等方面，因此④⑤⑥指的均是ETFE的物理性质。

答案：(1)稳定；(2)④⑤⑥

启示：从信息试题的解答要求来看，具有“高起点、低落点”的特点。题目新颖、要求很高，但解决问题用到的往往是初中的基础知识与基本实验技能。因此，平时教学中要引导学生特别关注初中化学课本中未曾出现过的新信息、新知识，在阅读、获取新信息的基础上，结合已掌握的化学基础和基本技能，参照题目要求进行解题。

4试题突出关注学生情感发展的年龄特征和心理特点

试题突出关注学生情感发展的年龄特征和心理特点，所考查的问题是学生需要或想知道怎样解决的实际问题，这会使得解题过程中不再是一种被动的、被评判的过程，而变成了一种主动解决实际问题、展现自己才能的过程。

例7.(2008全国赛题10)如图，将两支燃着的蜡烛罩上茶杯，一会儿高的蜡烛先熄灭，低的蜡烛后熄灭，同时还观察到茶杯内壁变黑。由此我们可以得到启发：从着火燃烧的高层房逃离，下列方法中正确的是( )

A.用湿毛巾捂住鼻子

B.成站立姿势跑出

C.沿墙角伏低身子迅速爬向门外

D.打开窗户跳出

解析：物质燃烧产生的灼热的二氧化碳的密度较小，因此高的蜡烛先熄灭，低的蜡烛后熄灭。楼房着火会夹杂着很多烟尘，由于影响人的呼吸，因此应用湿毛巾捂住鼻子，同时产生的二氧化碳密度较小，因此应尽量伏低身子迅速爬向门外，但不能打开窗户，这样会因进入了充足的空气，火势会越烧越旺。

答案：A、C

启示：该类试题体现了化学学科的实际应用价值和学科特点。教师教学中需要引导学生用化学的视角观察生活、了解社会、关注科学，善于从书本、报刊、网络、电视等途径获取与化学有关的信息、从环境中不断汲取营养充实自己，体验化学世界带来的无穷乐趣。

5试题突出归纳、总结与推理

归纳总结与推理型试题，是将物质的分类、组成、性质、用途制法等方面进行相互渗透、归纳总结而进行命题的一类题型，这类题所涉及的知识面广、考点深，成为近年来竞赛命题的热点。

例8.(2008全国赛题14)今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：Na+、NH+4、Ba2+、Cl-、CO32-、SO42-。现取两份200mL溶液并进行如下实验：①第一份加足量NaOH溶液，加热，收集到气体0.68g；②第二份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量约为2.33g，根据上述实验，以下推测正确的是( )

A.一定不存在Ba2+，可能存在NH+4

B.CO32-一定存在

C.Na+一定存在

D.一定不存在Cl-

解析：铵盐与NaOH溶液共热会产生NH3，因此题中的0.68g气体实际就是产生的NH3的质量，根据关系：NH4+―NH3可以计算出NH+4的质量为0.72g；加入BaCl2溶液后产生沉淀，根据题中的信息可知沉淀为BaCO3和BaSO4，且BaSO4的质量为2.33g，BaCO3的质量为：6.27g-2.33g=3.94g，据此很容易知道CO32-的质量为1.2g、SO42-的质量为0.96g，与CO32-结合所需NH+4的质量为0.72g，与SO42-结合所需NH+4的质量为0.36g，但题中NH4+的总质量只有0.72g，因此一定含有Na+。

答案：B、C

例9.(2008全国赛题20)下列有关的物质及其相互转化，都是与人类生活有密切关系，其中A、B、M、E均为常见的单质，F为难溶于水的白色沉淀。

①一定量的A在B中点燃可生成C和D的混合物，且C、D均为无色气体，C是常见的还原剂，可与B进一步反应生成D

②M+BG(此反应是人类获取能量的最佳反应)

③D+LF+G

④C+KD+E

(1)写出D和F化学式：D________，F_______。

(2)转化④在金属冶炼中常用来炼________。

(3)A在B中燃烧可能发生反应的化学方程式(写两个)：______、______。

解析：氢能源是人类最理想的能源，“A在B中点燃”，说明B能支持燃烧，应为O2，反应：M+BG是人类获取能量的最佳反应，可知M为H2，G为H2O；A在B中燃烧的产物之一，C是常见的还原剂，可知它应为CO，则D为CO2。F为难溶于水的白色沉淀，据③可知L为Ca(OH)2， F为CaCO3； CO能够与铁的氧化物反应，因此由(2)在冶金工业中通常用来冶炼钢铁。

答案：(1)CO2； CaCO3； (2)铁； (3)C+O2CO2, 2C+O2 2CO

启示：教学中，要引导学生善于在平时的学习中对所学知识进行积累、归纳和整理，如对物质的分类、组成、性质、用途、物质之间的转化、制法等方面进行对比，形成知识块，准确迅速地解答问题。

6试题突出对化学素养的考查

化学竞赛命题从定性实验和定量分析等方面加强对学生科学素养的考查，让学生体会化学的基本原理、规律和简便的计算。定量计算是从定性思维到定量分析的质的飞跃，是学生从定量视角去认识和应用化学的重要途径。初中阶段的化学计算主要涉及化学式及化学方程式的计算、溶液的计算及其相互渗透的综合计算。

例10.(2008全国赛题12)某工厂废液中含有少量硫酸，拟选用下列物质中和后再排放：

如果要求花最少的钱来中和相同量的废硫酸，则应选择()

A.CaCO3B.Ca(OH)2C.NH3D.NaOH

解析：假设废液中含H2SO4的质量为98kg，根据化学方程式可知：与98kg H2SO4反应需要CaCO3的质量为100kg，价值为1.8元/kg×100kg=180元；与98kg H2SO4反应需要Ca(OH)2的质量为74kg，价值为：2.0元/kg×74kg=148元；与98kg H2SO4反应需要NH3的质量为34kg，价值为：6.5元/kg×34kg=221元；与98kg H2SO4反应需要NaOH的质量为80kg，价值为：115元/kg×80kg=920元；

答案：B

例11.(2008全国赛题13)烧杯中盛满一定浓度的醋酸溶液(溶液密度约为1g/cm3)，全部倾倒后烧杯内仍残留0.5mL溶液，用每次20mL蒸馏水冲洗了2次，此时烧杯中残留的醋酸溶液的浓度约为原先的()

A.1/81B.1/820C.1/1681 D.无法确定

解析：为方便计算，假设烧杯中所盛醋酸溶液的浓度为1，则第一次清洗后残留的浓度为：0.5mL×1g/cm3×1/(20mL×1g/cm3+0.5mL×1g/cm3)×100%=1/41，第二次清洗后残留液的浓度为：0.5mL×1g/cm3×(1/41)/(20mL×1g/cm3+0.5mL×1g/cm3)×100%=1/1681，即烧杯中残留的醋酸溶液的浓度约为原先的1/1681。

答案：C

启示：随着新课程标准的不断实施，化学计算题已经走出偏、难、繁、旧的命题误区，一些与生产、生活息片面性相关的应用性、评价性、探究性的计算题脱颖而出，充分体现了新课改化学竞赛命题方式的灵活性、命题内容的广泛性及问题考查的过程性，营造了民主、平等、宽松、和谐的考试氛围，充分尊重了学生的个性，还给了学生自由的空间，使学生的个性得到充分发扬。

总之，本届化学竞赛更加注重命题的基础性、应用性、探究性和开放性，更加注重考查学生各方面的能力，特别是科学探究能力，突出体现“过程与方法”，“情感态度与价值观”的课程目标以及“从生活走向化学，从化学走向社会”，“注重科学探究，提倡学习方式多样化”，“注意学科渗透，关心科技发展”等新课程理念。同时，化学竞赛在问题情境设置上将更具人性化和时代性，对中学化学教学和学生的有效学习起到强有力的导向作用，有利于切实减轻学生的学习负担，提高学生科学素养。

参考文献：

[1]何夕林.中考化学的热点透视[J].中学化学教学参考，2008，(3):39-41.

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