1997全国高中化学竞赛试题及答案

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1、1997年全国高中学生化学竞赛（初赛）试题与试题分析第一题（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

2、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Z

3、nS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】1．CuH（4分）2．4CuSO4＋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。3．2CuH＋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。4．CuH＋HCl＝CuCl＋H2（2分

4、）中学综合学科网第12页共12页http://zhxk.126.com【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

5、，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

6、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

7、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的知识。这样下去，我们的学生的创造性思维从何而来？创造性主要来自于归纳而不出自演绎。我们认为，为了培养出具有创造性的人才，应当在中学的科学课程里加强综合、归纳、创新的训练。附带可以指出，此题的应答差，花费了参赛学生大量的时间，大大影响了学生的心理承受力，致使他们不能正确地答出后面的试题，这也是命题人始料不及的。这为今后命题提供了一个经验教训。第二题（13分）PCl5是一种白色固体，加热到16