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全国高中学生化学竞赛(初赛)试题分析

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全国高中学生化学竞赛(初赛)试题分析 第一题(12 分) 12.0g 含 2 种化合物(由常见元素组成)的近白色固体溶于过量盐酸, 释放出 2.94L 气体(标准状态), 气 体密度为同温度下空气密度的 1.52 倍; 剩余的不溶性残渣含氧 53.2%,既不溶于酸又不溶于稀碱溶液。 通过计算分别写出 2 种化学物质的化学式。 【解题思路】 解这个试题的关键是找到突破点。就像侦察破案一样,先要找到相对独立的线索。故此题首先是在 考察参赛者对信息相互关系的判断力。此题给出的 5 个数据中,相对独立的是气体的相对密度,它是突 破点。由此可得出气体是什么,然后“跟踪追击” ,可得出其中一种化合物是碳酸盐,其物质的量,然后 应进行 “扫描” , 寻找 “嫌疑犯” , 所有由常见元素构成的常见碳酸盐均是答案, 条件是其总质量小于 12.0。 若参赛人对此题的信息关系制作一个信息相关图,解题就容易多了,如: 此题的妙趣是可以作的假设是多样的,可以是相同的+1 价阳离子的碳酸盐,也可以是不同的+1 价 阳离子的碳酸盐、可以是+2 价阳离子的碳酸盐,又可以是它们的酸式盐,试题仅要求假设涉及的元素是 常见的。现场考察发现作图者寡,作多种假设者也不多。 【答案】 - - 要点 1:1.52×29.0g· mol 1=44.1g· mol 1,这种气体是 CO2(2 分) - CO2 物质的量:2.94L/22.4L· mol 1=0.131mol; (2 分) -1 (或 CO2 的质量:0.131mol×44.0g· mol =5.78g) 要点 2:由上面的计算可知一种物质为碳酸盐:MCO3。 (M=Mg) - 设 M 为常见元素 Mg,则 MgCO3 质量为 0.131mol×84.3g· mol 1=11.0g; - (若设 M=Ca,则 CaCO3 质量为 0.131mol×100g· mol 1=13.1g>12.0g; - 不合题意。若为 Na2CO3(106g· mol 1)也不合题意)故 M=Mg(6 分) 注:若没有对 CaCO3 的讨论,只给 3 分。 要点 3:既不溶于酸也不溶于稀碱的另一种物质是 SiO2 (不可能是 M2O,MO,M2O3): [32.0/(28.1+32.0) ]×100%=53.2%(符合题意) (2 分) 化合物的化学式:MgCO3,SiO2 【评论】 命题人认为这是一道相当于高考题水平的试题,但现场考察却显示,参赛学生有扑朔迷离之感,不 能很快发现解题的线索,觉得像个“无头案” ,许多参赛者宁愿先放弃此题而去做后面的题,这很出乎命 题人的预计。此题答案假定碳酸盐是 MgCO3,理应指出 NaHCO3、Ca(HCO3)2、NH4HCO3 等等都是正确 答案。此题答案前有个说明:凡得出正确组成和计算的都应给满分。尽管碳酸氢钙(镁、钡)固体是不 存在的,但学生并不知道,答了也应给分。这样才可以体现化学竞赛的判分原则:坚持从应试者知识水 平出发,即使事实上不正确,但学生缺乏作出正误判断的知识基础,认为是正确的,也可得分。一题多 解是应当提倡的。科学假设必须注意到客观世界多样性,不应“一根筋” 。笔者建议,今后凡试题有多个 答案,应试者给出多个答案才能给满分。此题知识水平很低而智力要求很高,但难度不小,许多选手不 知所措,甚至放弃,可见简单地定义“智力是知识的总和” ,容易引起误解。知识多智力不一定高。智力 与知识(还有经验)相关,但不是一个东西。 第二题(10 分) A 和 B 两种物质互相溶解的关系如图 1 所示, 横坐

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