２００８天原杯化學(xué)競賽試題透析及啟示

文章編號：1005－6629(2008)10－0049－04中圖分類號：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

2008年全國初中化學(xué)素質(zhì)和實驗?zāi)芰Ω傎?即第十八屆天原杯化學(xué)競賽)在4月13日如期舉行。縱觀本屆化學(xué)競賽試題，其突出特點(diǎn)是更加注重知識的應(yīng)用性和實踐性，注重試題的開放性，突出對學(xué)生能力的考查，充分體現(xiàn)學(xué)以致用的教學(xué)原則，具體體現(xiàn)于以下幾方面：

1試題突出開放性

本屆化學(xué)競賽試題中能為考生提供較大思維空間的開放性試題被大量采用。此類試題為培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散、收斂和創(chuàng)新的思維能力、引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識，從不同角度探求解決問題的方法；為初中階段實施素質(zhì)教育、實施學(xué)科創(chuàng)新教育，起到了很好的導(dǎo)向作用，是一種具有生命力的好題型。

例1.(2008全國賽題6)常溫常壓下，10mL某氣態(tài)物質(zhì)含有2.68×1020個分子，而這些分子里又含有8.04×1020個原子，則判斷該物質(zhì)是一種()

A.單質(zhì)B.化合物

C.混合物 D.以上都有可能

解析：題中數(shù)據(jù)告訴我們：該物質(zhì)的每個分子中含有3個原子，通常所見的臭氧(O3)、CO2氣體都符合條件；意大利科學(xué)家制造出的新型氧分子(O4)如果和氧氣分子(O2)混合， 也滿足條件，因此符合條件的物質(zhì)可能是單質(zhì)、也可能是化合物、混合物。

答案：(D)

例2. (2008全國賽題17)請按CH4、NH3、H2O、HF、HCl排列順序，列出五種物質(zhì)之間存在的規(guī)律：_____、____；這五種物質(zhì)中除_____(填化學(xué)式)外，各分子所含核外電子總數(shù)均為_____個。

解析：仔細(xì)分析給出的五種物質(zhì)的化學(xué)式，可以看出：從組成上講，這五種物質(zhì)均由氫元素和另外一種元素組成，除氫元素外，其他元素的核電荷數(shù)依次增大；從量的方面分析，五種物質(zhì)的相對分子質(zhì)量依次增大，從元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析，五種物質(zhì)中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次減小，對于CH4、NH3、H2O、HF四種物質(zhì)來說，其分子所含核外電子總數(shù)都是10，而HCl為18。

答案：相對分子質(zhì)量依次增大，氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次減小，HCl，10。

啟示：開放性試題也稱為創(chuàng)新能力評價(培養(yǎng))題、扇形題、發(fā)散題等，一般是指那些或是正確答案不唯一，或是思維過程不唯一的試題，開放性試題的“開放”方式有三種：一是條件開放(給定多余的條件或者沒有限制條件)，二是過程開放(解決問題的途徑、方式方法多種多樣)，三是結(jié)果開放(可以得到并列的多個答案)。學(xué)生可以從不同角度、多個方位理解試題，處理信息。教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生從基礎(chǔ)知識和基本技能入手，從多角度分析，多層次思考，以探尋一因多果或一果多因、一題多解或多題同解等。

2試題突出科學(xué)探究性

科學(xué)探究包括發(fā)現(xiàn)問題、尋找信息、提出假設(shè)、設(shè)計實驗、觀察實驗、完成論證、反思評價等環(huán)節(jié)，對科學(xué)探究的八個要素進(jìn)行考查，通常用列舉資料、思維辨析等方式，考查學(xué)生對比較、分類、概括、抽象等科學(xué)方法的應(yīng)用能力。

例3.(2008全國賽題25)A、B是實驗室二種常見的玻璃儀器

(1)下表內(nèi)已繪制其中2種儀器上部約1/4的局部特征，請你分別根據(jù)其用途補(bǔ)繪剩余部分。

(2)下列儀器可裝配一套“隨開隨用、隨著隨停”的氣體發(fā)生裝置。請?zhí)顚懰脙x器的序號：_______(夾持、固定的儀器不考慮)。能用該套裝置制取的氣體有_________(任填兩種)

解析：(1)根據(jù)給出的儀器A和B的用途可知A為試管，B應(yīng)為燒瓶；(2)給出的儀器能夠裝配成“隨開隨用、隨關(guān)隨停”的氣體發(fā)生裝置如右圖所示：因此所選用的儀器應(yīng)為②⑤⑥⑧，該裝置用于常溫下的固體與液體反應(yīng)，反應(yīng)不需要加熱，初中化學(xué)學(xué)過的氫氣、二氧化碳、氧氣(用過氧化氫和二氧化錳制備)均能用該套裝置制取。

答案：(1)試管(圖略)、燒瓶(圖略)；(2)②⑤⑥⑧，氫氣、二氧化碳。

例4.(2008全國賽題26)某同學(xué)為了探究木炭還原氧化銅所生成的氣體產(chǎn)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。并設(shè)計如圖所示裝置進(jìn)行實驗，預(yù)期的實驗現(xiàn)象及結(jié)論如下：①若澄清的石灰水變渾濁，則氣體為二氧化碳；②若澄清的石灰水不變渾濁，則氣體為一氧化碳。請你回答：

(1)該同學(xué)的猜想是否嚴(yán)謹(jǐn)？若不嚴(yán)謹(jǐn)，請作補(bǔ)充，_______

(2)請你對該實驗裝置予以評價，_________。

解析：二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，但二氧化碳和一氧化碳的混合氣體同樣也能夠使澄清的石灰水變渾濁，因此該同學(xué)的猜想不嚴(yán)謹(jǐn)；該同學(xué)的猜想②是木炭還原氧化銅所生成的氣體產(chǎn)物可能是CO，CO有毒，進(jìn)入空氣中會污染空氣，因此應(yīng)將一氧化碳進(jìn)行處理，如將其點(diǎn)燃或用氣球收集起來。

答案：(1)不嚴(yán)謹(jǐn)，CO2中混有CO同樣能使澄清的石灰水變渾濁；(2)該實驗裝置不夠環(huán)保，因為沒有對尾氣進(jìn)行處理，反應(yīng)中產(chǎn)生的CO進(jìn)入空氣會污染環(huán)境。

啟示：該類試題貌似復(fù)雜，有的知識還比較陌生，乍一看覺得很難下手，但事實上解答該類試題所需知識和解決方法，都是已學(xué)過的或題目暗示的。解題時只要靜下心來讀懂題意就可攻克，難度并不大。在進(jìn)行探究時要注意在已有知識、已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上通過類比思維找到解決新問題的鑰匙、通過對比實驗的方式得出結(jié)論。

3 試題突出化學(xué)新信息新情境

信息給予題，又稱化學(xué)新信息題、化學(xué)新情境題，一般由“新信息”和“問題”兩部分組成。此類試題能考查學(xué)生獲取知識能力以及綜合運(yùn)用所學(xué)知識和題給信息分析解決問題的能力，特別有利于選拔有潛能、有創(chuàng)造力的學(xué)生，符合競賽命題從“知識型”向“能力型”、“素質(zhì)型”轉(zhuǎn)變的要求，成為近年化學(xué)競賽命題的熱點(diǎn)題型。

例5.(2008全國賽題18)2007年諾貝爾化學(xué)獎授予德國化學(xué)家格哈德·埃特爾，以表彰他在“固體表面的化學(xué)過程”研究中取得的杰出成就。

不同物質(zhì)接觸面的過渡區(qū)稱為界面，若其中一物質(zhì)為氣態(tài)時，這種界面通常稱為表面；在其表面上所發(fā)生的一切物理化學(xué)現(xiàn)象統(tǒng)稱為表面現(xiàn)象，而研究各種表面現(xiàn)象裨的科學(xué)稱為表面化學(xué)。

(1)界面的類型形式上可以根據(jù)物質(zhì)的三態(tài)來劃分，如液—固界面等。表面現(xiàn)象主要研究的是_________、_________界面上發(fā)生的各種物理化學(xué)現(xiàn)象。

(2)下列哪些研究屬于表面化學(xué)研究的范疇________(填字母編號)。

a.鋼鐵的生銹

b.以金屬為催化劑，用氮、氫合成氨

c.以鉑、銠等為催化劑，將汽車尾氣中的NOx、CO等轉(zhuǎn)化為無污染物質(zhì)

解析：(1)根據(jù)題中信息可以知道：表面現(xiàn)象是氣體與固體、或氣體與液體在其表面上所發(fā)生的一切物理化學(xué)現(xiàn)象，因此表面現(xiàn)象主要研究的是氣—固界面、氣—液界面上發(fā)生的各種物理化學(xué)現(xiàn)象；(2)a、b、c三個選項中均涉及氣—液、氣—固之間的反應(yīng)，三個化學(xué)反應(yīng)中均有氣體參加，因此均屬于表面化學(xué)研究的范疇。

答案：(1)氣—固、氣—液；(2)a、b、c

例6.(2008全國賽題16)用于2008年奧運(yùn)會的國家游泳中心(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，具有許多優(yōu)異的性能：

①具有特有的表面抗粘著的性能；

②使用壽命至少為25～35年，是用于永久性多層可移動屋頂結(jié)構(gòu)的理想材料；

③達(dá)到B1、DIN4102防火等級標(biāo)準(zhǔn)，且不會自燃；

④質(zhì)量很輕，只有同等大小的玻璃質(zhì)量的1%；

⑤韌性好、抗拉強(qiáng)度高、不易被撕裂，延展性大于400%；

⑥能有效地利用自然光，透光率可高達(dá)95%，同時起到保溫隔熱的性能，節(jié)省能源。

(1)②說明ETFE的化學(xué)性質(zhì)在自然條件下較_______(填“穩(wěn)定”或“活潑”)

(2)上述特點(diǎn)中，屬于ETFE的物理性質(zhì)的有_____________。

解析：根據(jù)信息“FTFE的使用壽命至少為25～35年，是用于永久性多層可移動屋頂結(jié)構(gòu)的理想材料”，可知其化學(xué)性質(zhì)在自然條件下比較穩(wěn)定；(2)物質(zhì)的物理性包括物質(zhì)的密度、延展性、強(qiáng)度、硬度、導(dǎo)電導(dǎo)熱性等方面，因此④⑤⑥指的均是ETFE的物理性質(zhì)。

答案：(1)穩(wěn)定；(2)④⑤⑥

啟示：從信息試題的解答要求來看，具有“高起點(diǎn)、低落點(diǎn)”的特點(diǎn)。題目新穎、要求很高，但解決問題用到的往往是初中的基礎(chǔ)知識與基本實驗技能。因此，平時教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生特別關(guān)注初中化學(xué)課本中未曾出現(xiàn)過的新信息、新知識，在閱讀、獲取新信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合已掌握的化學(xué)基礎(chǔ)和基本技能，參照題目要求進(jìn)行解題。

4試題突出關(guān)注學(xué)生情感發(fā)展的年齡特征和心理特點(diǎn)

試題突出關(guān)注學(xué)生情感發(fā)展的年齡特征和心理特點(diǎn)，所考查的問題是學(xué)生需要或想知道怎樣解決的實際問題，這會使得解題過程中不再是一種被動的、被評判的過程，而變成了一種主動解決實際問題、展現(xiàn)自己才能的過程。

例7.(2008全國賽題10)如圖，將兩支燃著的蠟燭罩上茶杯，一會兒高的蠟燭先熄滅，低的蠟燭后熄滅，同時還觀察到茶杯內(nèi)壁變黑。由此我們可以得到啟發(fā)：從著火燃燒的高層房逃離，下列方法中正確的是( )

A.用濕毛巾捂住鼻子

B.成站立姿勢跑出

C.沿墻角伏低身子迅速爬向門外

D.打開窗戶跳出

解析：物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的灼熱的二氧化碳的密度較小，因此高的蠟燭先熄滅，低的蠟燭后熄滅。樓房著火會夾雜著很多煙塵，由于影響人的呼吸，因此應(yīng)用濕毛巾捂住鼻子，同時產(chǎn)生的二氧化碳密度較小，因此應(yīng)盡量伏低身子迅速爬向門外，但不能打開窗戶，這樣會因進(jìn)入了充足的空氣，火勢會越燒越旺。

答案：A、C

啟示：該類試題體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的實際應(yīng)用價值和學(xué)科特點(diǎn)。教師教學(xué)中需要引導(dǎo)學(xué)生用化學(xué)的視角觀察生活、了解社會、關(guān)注科學(xué)，善于從書本、報刊、網(wǎng)絡(luò)、電視等途徑獲取與化學(xué)有關(guān)的信息、從環(huán)境中不斷汲取營養(yǎng)充實自己，體驗化學(xué)世界帶來的無窮樂趣。

5試題突出歸納、總結(jié)與推理

歸納總結(jié)與推理型試題，是將物質(zhì)的分類、組成、性質(zhì)、用途制法等方面進(jìn)行相互滲透、歸納總結(jié)而進(jìn)行命題的一類題型，這類題所涉及的知識面廣、考點(diǎn)深，成為近年來競賽命題的熱點(diǎn)。

例8.(2008全國賽題14)今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：Na+、NH+4、Ba2+、Cl-、CO32-、SO42-。現(xiàn)取兩份200mL溶液并進(jìn)行如下實驗：①第一份加足量NaOH溶液，加熱，收集到氣體0.68g；②第二份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量約為2.33g，根據(jù)上述實驗，以下推測正確的是( )

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：銨鹽與NaOH溶液共熱會產(chǎn)生NH3，因此題中的0.68g氣體實際就是產(chǎn)生的NH3的質(zhì)量，根據(jù)關(guān)系：NH4+—NH3可以計算出NH+4的質(zhì)量為0.72g；加入BaCl2溶液后產(chǎn)生沉淀，根據(jù)題中的信息可知沉淀為BaCO3和BaSO4，且BaSO4的質(zhì)量為2.33g，BaCO3的質(zhì)量為：6.27g-2.33g=3.94g，據(jù)此很容易知道CO32-的質(zhì)量為1.2g、SO42-的質(zhì)量為0.96g，與CO32-結(jié)合所需NH+4的質(zhì)量為0.72g，與SO42-結(jié)合所需NH+4的質(zhì)量為0.36g，但題中NH4+的總質(zhì)量只有0.72g，因此一定含有Na+。

答案：B、C

例9.(2008全國賽題20)下列有關(guān)的物質(zhì)及其相互轉(zhuǎn)化，都是與人類生活有密切關(guān)系，其中A、B、M、E均為常見的單質(zhì)，F(xiàn)為難溶于水的白色沉淀。

①一定量的A在B中點(diǎn)燃可生成C和D的混合物，且C、D均為無色氣體，C是常見的還原劑，可與B進(jìn)一步反應(yīng)生成D

②M+B→G(此反應(yīng)是人類獲取能量的最佳反應(yīng))

③D+L→F+G

④C+K→D+E

(1)寫出D和F化學(xué)式：D________，F(xiàn)_______。

(2)轉(zhuǎn)化④在金屬冶煉中常用來煉________。

(3)A在B中燃燒可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式(寫兩個)：______、______。

解析：氫能源是人類最理想的能源，“A在B中點(diǎn)燃”，說明B能支持燃燒，應(yīng)為O2，反應(yīng)：M+B→G是人類獲取能量的最佳反應(yīng)，可知M為H2，G為H2O；A在B中燃燒的產(chǎn)物之一，C是常見的還原劑，可知它應(yīng)為CO，則D為CO2。F為難溶于水的白色沉淀，據(jù)③可知L為Ca(OH)2， F為CaCO3； CO能夠與鐵的氧化物反應(yīng)，因此由(2)在冶金工業(yè)中通常用來冶煉鋼鐵。

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

啟示：教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生善于在平時的學(xué)習(xí)中對所學(xué)知識進(jìn)行積累、歸納和整理，如對物質(zhì)的分類、組成、性質(zhì)、用途、物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化、制法等方面進(jìn)行對比，形成知識塊，準(zhǔn)確迅速地解答問題。

6試題突出對化學(xué)素養(yǎng)的考查

化學(xué)競賽命題從定性實驗和定量分析等方面加強(qiáng)對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的考查，讓學(xué)生體會化學(xué)的基本原理、規(guī)律和簡便的計算。定量計算是從定性思維到定量分析的質(zhì)的飛躍，是學(xué)生從定量視角去認(rèn)識和應(yīng)用化學(xué)的重要途徑。初中階段的化學(xué)計算主要涉及化學(xué)式及化學(xué)方程式的計算、溶液的計算及其相互滲透的綜合計算。

例10.(2008全國賽題12)某工廠廢液中含有少量硫酸，擬選用下列物質(zhì)中和后再排放：

如果要求花最少的錢來中和相同量的廢硫酸，則應(yīng)選擇()

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

解析：假設(shè)廢液中含H2SO4的質(zhì)量為98kg，根據(jù)化學(xué)方程式可知：與98kg H2SO4反應(yīng)需要CaCO3的質(zhì)量為100kg，價值為1.8元/kg×100kg=180元；與98kg H2SO4反應(yīng)需要Ca(OH)2的質(zhì)量為74kg，價值為：2.0元/kg×74kg=148元；與98kg H2SO4反應(yīng)需要NH3的質(zhì)量為34kg，價值為：6.5元/kg×34kg=221元；與98kg H2SO4反應(yīng)需要NaOH的質(zhì)量為80kg，價值為：115元/kg×80kg=920元；

答案：B

例11.(2008全國賽題13)燒杯中盛滿一定濃度的醋酸溶液(溶液密度約為1g/cm3)，全部傾倒后燒杯內(nèi)仍殘留0.5mL溶液，用每次20mL蒸餾水沖洗了2次，此時燒杯中殘留的醋酸溶液的濃度約為原先的()

A.1/81B.1/820C.1/1681 D.無法確定

解析：為方便計算，假設(shè)燒杯中所盛醋酸溶液的濃度為1，則第一次清洗后殘留的濃度為：0.5mL×1g/cm3×1/(20mL×1g/cm3+0.5mL×1g/cm3)×100%=1/41，第二次清洗后殘留液的濃度為：0.5mL×1g/cm3×(1/41)/(20mL×1g/cm3+0.5mL×1g/cm3)×100%=1/1681，即燒杯中殘留的醋酸溶液的濃度約為原先的1/1681。

答案：C

啟示：隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的不斷實施，化學(xué)計算題已經(jīng)走出偏、難、繁、舊的命題誤區(qū)，一些與生產(chǎn)、生活息片面性相關(guān)的應(yīng)用性、評價性、探究性的計算題脫穎而出，充分體現(xiàn)了新課改化學(xué)競賽命題方式的靈活性、命題內(nèi)容的廣泛性及問題考查的過程性，營造了民主、平等、寬松、和諧的考試氛圍，充分尊重了學(xué)生的個性，還給了學(xué)生自由的空間，使學(xué)生的個性得到充分發(fā)揚(yáng)。

總之，本屆化學(xué)競賽更加注重命題的基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、探究性和開放性，更加注重考查學(xué)生各方面的能力，特別是科學(xué)探究能力，突出體現(xiàn)“過程與方法”，“情感態(tài)度與價值觀”的課程目標(biāo)以及“從生活走向化學(xué)，從化學(xué)走向社會”，“注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化”，“注意學(xué)科滲透，關(guān)心科技發(fā)展”等新課程理念。同時，化學(xué)競賽在問題情境設(shè)置上將更具人性化和時代性，對中學(xué)化學(xué)教學(xué)和學(xué)生的有效學(xué)習(xí)起到強(qiáng)有力的導(dǎo)向作用，有利于切實減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]何夕林.中考化學(xué)的熱點(diǎn)透視[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2008，(3):39-41.

“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文”