🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Tuyển Tập 50 Đề Thi Học Sinh Giỏi Hóa Học 10 (Có Đáp Án) Ebooks Nhóm Zalo TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH ĐỀ CHÍNH THỨC Câu 1: KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT NĂM HỌC 2015 - 2016 Môn: HÓA HỌC 10 Thời gian làm bài: 180 phöt (Đề thi có 2 trang, gồm 10 câu) 1) Một nhñm học sinh cần một hỗn hợp chất cñ khả năng b÷ng cháy để biểu diễn trong một đêm câu lạc bộ hña học. Một số hỗn hợp bột được đề xuất gồm: a) KClO3, C, S. b) KClO3, C. c) KClO3, Al. Hỗn hợp nào cñ thể d÷ng, hãy giải thích. 2) Từ muối ăn điều chế được dung dịch cñ tính tẩy màu, từ quặng florit điều chế được chất cñ thể ăn mòn thủy tinh, từ I2 điều chế một chất pha vào muối ăn để tránh bệnh bướu cổ cho người d÷ng, từ O2 điều chế chất diệt tr÷ng. Em hãy viết phương trình phản ứng điều chế các chất như đã nñi ở trên, biết mỗi chất chỉ được viết một phương trình phản ứng. Câu 2: Trong phòng thí nghiệm, dung dịch HCl được điều chế bằng cách cho NaCl khan tác dụng với H2SO4 đặc rồi dẫn khí HCl vào nước. 1) Em hãy vẽ hình thí nghiệm thể hiện rõ các nội dung trên. 2) Trong thí nghiệm đã d÷ng giải pháp gì để hạn chế HCl thoát ra ngoài? Giải thích. 3) Một số nhñm học sinh sau một löc làm thí nghiệm thấy dung dịch HCl chảy ngược vào bình chứa hỗn hợp phản ứng. Em hãy giải thích và nêu cách khắc phục. Câu 3: Trong một thí nghiệm khi nung m gam KMnO4 với hiệu suất phản ứng 60% rồi dẫn toàn bộ khí sinh ra vào một bình cầu öp ngược trong chậu H2O như hình vẽ. Một số thóng tin khác về thí nghiệm là: * Nhiệt độ khí trong bình là 27,30C. * Áp suất khóng khí löc làm thí nghiệm là 750 mmHg. * Thể tích chứa khí trong bình cầu là 400 cm3 * Chiều cao từ mặt nước trong chậu đến mặt nước trong bình cầu là 6,8cm. * Áp suất hơi nước trong bình cầu là 10 mmHg. Biết khối lượng riêng của Hg là 13,6gam/cm3, của nước là 1 gam/cm3. Hãy tính m. Câu 4: 1) Cho rằng Sb cñ 2 đồng vị121Sb và 123 Sb, khối lượng nguyên tử trung bình của Sb là 121,75. Hãy tính thành phần trăm về khối lượng của 121 Sb trong Sb2O3 (Cho biết MO=16). TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2) Hãy tính bán kính nguyên tử Liti (đơn vị nm), biết thể tích của 1 mol tinh thể kim loại Li bằng 7,07cm3và trong tinh thể các nguyên tử Li chỉ chiếm 68% thể tích, còn lại là khe trống. Câu 5: 1) Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng sau: Fe3C + H2SO4 đặc nñng dư FexSy + HNO3 đặc nñng dư Fe(NO3)3 + NO2 + H2SO4 + H2O 2) Hãy trình bày cách làm sạch các chất sau, viết phương trình phản ứng (nếu cñ) để giải thích. a. HCl bị lẫn H2S. b. H2S bị lẫn HCl. c. CO2 bị lẫn SO2. d. CO2 bị lẫn CO. Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn m gam C trong V lít O2 ở (đktc), thu được hỗn hợp khí A cñ tỷ khối đối với H2 là 19. 1) Hãy xác định thành phần % theo thể tích các khí cñ trong A. 2) Tính m và V, biết rằng khi dẫn hỗn hợp khí A vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư tạo thành 5 gam kết tủa trắng. Câu 7: Hòa tan S vào dung dịch NaOH đặc, đun sói, được muối A và muối B. Muối A tác dụng với dung dịch H2SO4 1M thấy cñ vẫn đục màu vàng và cñ khí m÷i hắc thoát ra. Muối B tác dung với dung dịch H2SO4 1M cñ khí m÷i trứng thối thoát ra. Đun sói dung dịch B đậm đặc rồi hòa tan S, thu được hỗn hợp muối C. Đun sói dung dịch đậm đặc muối D rồi hòa tan S ta cũng được muối A. 1) Xác định các muối A, B, D, cóng thức chung của muối C. Viết các phương trình phản ứng xẩy ra. 2) Trong hỗn hợp C cñ chất C' cñ khối lượng mol bằng 206 gam. Khi cho chất này vào dung dịch HCl đặc ở -100C thu được chất lỏng (E) màu vàng, m÷i khñ chịu. Trong E cñ các chất F, G, H đều kém bền (mỗi chất đều chứa 2 nguyên tố), trong đñ F cñ tỷ khối hơi so với H2 bằng 33, G cñ 1 nguyên tố chiếm 2,041% về khối lượng, H và C' cñ c÷ng số nguyên tử trong phân tử. Hòa tan C' vào dung dịch HCl đặc đun nñng thấy dung dịch cñ vẫn đục và cñ khí thoát ra. Xác định các chất C', F, G, H viết các phương trình phản ứng xẩy ra. Câu 8: X, Y là hai nguyên tố thuộc c÷ng một chu kì trong bảng hệ thống tuần hoàn, chöng tạo được với nguyên tố flo hai hợp chất XF3 và YF4, biết: * Phân tử XF3 cñ các nguyên tử nằm trên c÷ng một mặt phẳng, phân tử cñ hình tam giác. * Phân tử YF4 cñ hình tứ diện. * Phân tử XF3 dễ bị thủy phân và kết hợp được tối đa một anion F tạo ra XF4-. * Phân tử YF4 khóng cñ khả năng tạo phức. 1) Xác định vị trí của X và Y trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố. 2) So sánh gñc liên kết, độ dài liên kết trong XF3 với XF4-. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Câu 9: Cho 32 gam dung dịch Br2 a% vào 200 ml dung dịch SO2 b mol/lít được dung dịch X. Chia X làm 2 phần bằng nhau * Cho dung dịch BaCl2 dư vào phần 1 thu được 4,66 gam kết tủa. * Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào phần 2 thu được 11,17 gam kết tủa. a. Viết các phương trình phản ứng. b. Tính a,b (coi các phản ứng đều hoàn toàn). Câu 10: Cho 11,56 gam hỗn hợp A gồm 3 muối FeCl3, BaBr2, KCl tác dụng với 440 ml dung dịch AgNO3 0,5M thu được dung dịch D và kết tủa B. Lọc kết tủa B, cho 0,15 mol bột Fe vào dung dịch D thu được chất rắn F và dung dịch E. Cho F vào dung dịch HCl loãng dư tạo ra 2,128 lít H2 (đktc) và còn phần chất khóng tan. Cho dung dịch KOH dư vào dung dịch E thu được kết tủa, nung kết tủa trong khóng khí đến khối lượng khóng đổi thu được 6,8 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 1) Lập luận để viết các phương trình phản ứng xẩy ra. 2) Tính khối lượng kết tủa B. ------------------ HẾT----------------- - Học sinh không được sử dụng tài liệu (trừ bảng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học). - Cán bộ coi thi không phải giải thích gì thêm. - Họ và tên thí sinh: ............................................................................Số báo danh:.......... SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH Câu 1: KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CÂP THPT NĂM HỌC 2015 - 2016 MÔN HÓA HỌC LỚP-10 HƢỚNG DẪN CHẤM 1) Một nhñm học sinh cần một hỗn hợp chất cñ khả năng b÷ng cháy để biểu diễn trong một đêm câu lạc bộ hña học. Một số hỗn hợp bột được đề xuất gồm: a) KClO3, C, S. b) KClO3, C. c) KClO3, Al. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Hỗn hợp nào cñ thể d÷ng, hãy giải thích. 2) Từ muối ăn điều chế được dung dịch cñ tính tẩy màu, từ quặng florit điều chế được chất cñ thể ăn mòn thủy tinh, từ I2 điều chế một chất pha vào muối ăn để tránh bệnh bướu cổ cho người d÷ng, từ O2 điều chế chất diệt tr÷ng. Em hãy viết phương trình phản ứng điều chế các chất như đã nñi ở trên, biết mỗi chất chỉ được viết một phương trình phản ứng. Câu 1 Nội dung Điểm 0,5 1* Cả ba hỗn hợp đều cñ thể d÷ng được. 0,5 * Vì mỗi hỗn hợp trên đều cñ ít nhất một chất oxi hña mạnh và một chất khử. 0,25 * NaCl + H2O NaClO + H2. điện phân 0,25 * CaF2 rắn + H2SO4 đặc CaHSO4 + HF 0,25 * I2 + 2K 2KI 2 0,25 UV * 3O2 2O3 Các chất cần tạo ra là NaClO, HF, I hoặc IO3-, O3 học sinh có thể viết Phƣơng trình phản ứng khác. Câu 2: Trong phòng thí nghiệm, dung dịch HCl được điều chế bằng cách cho NaCl khan tác dụng với H2SO4 đặc rồi dẫn khí HCl vào nước. 1) Em hãy vẽ hình thí nghiệm thể hiện rõ các nội dung trên. 2) Trong thí nghiệm đã d÷ng giải pháp gì để hạn chế HCl thoát ra ngoài? Giải thích. 3) Một số nhñm học sinh sau một löc làm thí nghiệm thấy dung dịch HCl chảy ngược vào bình chứa hỗn hợp phản ứng. Em hãy giải thích và nêu cách khắc phục. Câu 2 Nội dung Điểm Hình vẽ: Học sinh cñ thể vẽ hình khác nhưng yêu cầu: * Cñ bình phản ứng, hña chất, ống hòa tan khí * Biện pháp tránh khí HCl thoát ra ngoài. 1,0 1 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2 Để tránh khí thoát ra ngoài cñ thể d÷ng bóng tẩm dung dịch kiềm để lên trên 0,5 ống nghiệm hoặc dẫn khí thừa vào dung dịch kiềm. 3Nếu ống sục khí cắm sâu vào nước thì khi HCl bị hòa tan cñ thể gây ra hiện 0,5 tượng giảm áp suất trong bình phản ứng làm nước bị höt vào bình phản ứng. Câu 3: Trong một thí nghiệm khi nung m gam KMnO4 với hiệu suất phản ứng 60% rồi dẫn toàn bộ khí sinh ra vào một bình cầu öp ngược trong chậu H2O như hình vẽ. Một số thóng tin khác về thí nghiệm là: * Nhiệt độ khí trong bình là 27,30C. * Áp suất khóng khí löc làm thí nghiệm là 750 mmHg. * Thể tích chứa khí trong bình cầu là 400 cm3 * Chiều cao từ mặt nước trong chậu đến mặt nước trong bình cầu là 6,8cm. * Áp suất hơi nước trong bình cầu là 10 mmHg. Biết khối lượng riêng của Hg là 13,6gam/cm3, của nước là 1 gam/cm3. Hãy tính m. Câu 3 Nội dung Điểm pkhí O2= 750-10-6,8*10*13,61= 735 (mmHg) = 0,9671 (atm) 1,0 t0 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 1 nO2= PkhíO2*0,4=0,0157 (mol) 22,4 273 *273*1,1 100*158=8,269 (gam) 1,0 mKMnO4=2*nO2*60 Câu 4: 1) Cho rằng Sb cñ 2 đồng vị121Sb và 123 Sb, khối lượng nguyên tử trung bình của Sb là 121,75. Hãy tính thành phần trăm về khối lượng của 121 Sb trong Sb2O3 (Cho biết MO=16). 2) Hãy tính bán kính nguyên tử Liti (đơn vị nm), biết thể tích của 1 mol tinh thể kim loại Li bằng 7,07cm3và trong tinh thể các nguyên tử Li chỉ chiếm 68% thể tích, còn lại là khe trống. Câu 4 Nội dung Điểm Xét 2 mol Sb gọi số mol 121Sb và 123 Sb lần lượt là a và b ta cñ 1,0 a+b=2 121*a+123*b=2*121,75 a=1,25 b=0,75 1 %m121Sb=1,25*121/(121,75*2+16*3)=51,89% 2 Xét 1 mol Li ⇒ 6,02*1023*(4/3)* π*r3=0,68*7,07⇒ r=1,24*10-8cm=12,4 nm 1,0 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Câu 5: 1) Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng sau: Fe3C + H2SO4 đặc nñng dư FexSy + HNO3 đặc nñng dư Fe(NO3)3 + NO2 + H2SO4 + H2O 2) Hãy trình bày cách làm sạch các chất sau, viết phương trình phản ứng (nếu cñ) để giải thích. a. HCl bị lẫn H2S. b. H2S bị lẫn HCl. c. CO2 bị lẫn SO2. d. CO2 bị lẫn CO. Câu 5 Nội dung Điểm 0,5 2Fe3C+ 22H2SO4 đặc nñng dư 3Fe2(SO4)3 + 2CO2 + 13SO2 + 22H2O 0,5 FexSy + (6x+6y)HNO3 đặc nñng dư xFe(NO3)3 + yH2SO4 + (3x+6y)NO2 + 1 (3x+3y)H2O 0,5 a. Sục hỗn hợp qua dung dịch Cu(NO3)2 dư trong HCl đặc H2S bị giữ lại. Cu(NO3)2 + H2S CuS + 2HNO3 b. Sục hỗn hợp qua nước hoặc dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng...) dư HCl bị 0,5 hòa tan. c. Sục hỗn hợp qua dung dịch chất oxi hña mạnh (KMnO4, Br2...) SO2 bị giữ 0,5 lại 2 SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4 0,5 d. Cho hỗn hợp qua oxit kim loại yếu hoặc trung bình nung nñng (CuO, FeO...) CO bị chuyển thành CO2 t0 CO + CuO Cu + CO2 Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn m gam C trong V lít O2 ở (đktc), thu được hỗn hợp khí A cñ tỷ khối đối với H2 là 19. 1) Hãy xác định thành phần % theo thể tích các khí cñ trong A. 2) Tính m và V, biết rằng khi dẫn hỗn hợp khí A vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư tạo thành 5 gam kết tủa trắng. Câu 6 Nội dung Điểm TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Vì M=19*2=38 ⇒ trong A cñ CO2 Trƣờng hợp 1: A gồm CO và CO2 xét 1 mol hỗn hợp gọi số mol CO và CO2 lần lượt là a và b ta cñ a+b=1 28a+44b=38 a=0,375 0,5 b=0,625 %VCO=37,5% %VCO2=62,5% 1 Trƣờng hợp 2: A gồm O2 và CO2 xét 1 mol hỗn hợp gọi số mol O2 và CO2 0,5 lần lượt là a và b ta cñ a+b=1 32a+44b=38 a=0,5 b=0,5 %VCO=50% %VCO2=50% nCO2 = 0,05mol Trƣờng hợp 1: A gồm CO và CO2 nCO2=nCaCO3=0,05 nCO=0,03 0,5 mC=0,08*12=0,96 gam; nO2 đã lấy =0,065 V=1,456 lít 2 Trƣờng hợp 2: A gồm O2 và CO2 nC=0,05 0,5 m=0,6 gam; VO2=2,24 lít Câu 7: Hòa tan S vào dung dịch NaOH đặc, đun sói, được muối A và muối B. Muối A tác dụng với dung dịch H2SO4 1M thấy cñ vẫn đục màu vàng và cñ khí m÷i hắc thoát ra. Muối B tác dung với dung dịch H2SO4 1M cñ khí m÷i trứng thối thoát ra. Đun sói dung dịch B đậm đặc rồi hòa tan S, thu được hỗn hợp muối C. Đun sói dung dịch đậm đặc muối D rồi hòa tan S ta cũng được muối A. 1) Xác định các muối A, B, D, cóng thức chung của muối C. Viết các phương trình phản ứng xẩy ra. 2) Trong hỗn hợp C cñ chất C' cñ khối lượng mol bằng 206 gam. Khi cho chất này vào dung dịch HCl đặc ở -100C thu được chất lỏng (E) màu vàng, m÷i khñ chịu. Trong E cñ các chất F, G, H đều kém bền (mỗi chất đều chứa 2 nguyên tố), trong đñ F cñ tỷ khối hơi so với H2 bằng 33, G cñ 1 nguyên tố chiếm 2,041% về khối lượng, H và C' cñ c÷ng số nguyên tử trong phân tử. Hòa tan C' vào dung dịch HCl đặc đun nñng thấy dung dịch cñ vẫn đục và cñ khí thoát ra. Xác định các chất C', F, G, H viết các phương trình phản ứng xẩy ra. Câu 7 Nội dung Điểm Theo đề bài A là Na2S2O3, B là Na2S, C là hỗn hợp cñ cóng thức chung là 0,2 Na2Sn+1, D là Na2SO3 0,2 6NaOH (đặc sói) + 4S → Na2S2O3 (A)+ Na2S (B) + 3H2O 0,2 Na2S2O3 (A)+ H2SO4 loãng → Na2SO4 + S + SO2 + H2O 1 0,2 Na2S (B) + H2SO4 loãng → Na2SO4 + H2S 0,2 nS + Na2S (B) → Na2Sn+1 (C) S + Na2SO3 đặc sói (D) → Na2S2O3 (A) TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2 Câu 8: MC'=206 ⇒ C' là Na2S5 ; MF=2*33=66 ⇒ F là H2S2 ; 2,041%=2/(MG) ⇒ MG=98 ⇒ G là H2S3; H cñ 7 nguyên tử trong phân tử nên H là H2S5 Na2S5 + 2HCl → 2NaCl + H2S2 (F) + 3S Na2S5 + 2HCl → 2NaCl + H2S3(G) +2S Na2S5 + 2HCl → 2NaCl + H2S5(H) 0,25 0,25 0,25 0,25 X, Y là hai nguyên tố thuộc c÷ng một chu kì trong bảng hệ thống tuần hoàn, chöng tạo được với nguyên tố flo hai hợp chất XF3 và YF4, biết: * Phân tử XF3 cñ các nguyên tử nằm trên c÷ng một mặt phẳng, phân tử cñ hình tam giác. * Phân tử YF4 cñ hình tứ diện. * Phân tử XF3 dễ bị thủy phân và kết hợp được tối đa một anion F tạo ra XF4-. * Phân tử YF4 khóng cñ khả năng tạo phức. 1) Xác định vị trí của X và Y trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố. 2) So sánh gñc liên kết, độ dài liên kết trong XF3 với XF4-. Câu 8 Nội dung Điểm Xác định vị trí của X và Y trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố. Từ các tính chất đã cho, suy ra: 0,5 - X (trong XF3) chỉ cñ 1 obital trống; 0,5 1 - Y (trong YF4) khóng cñ obital trống. 1,0 Vậy X và Y phải ở chu kì 2⇒ X là 5B, Y là 6C. - Gñc liên kết FXF trong XF3 là 120o, Gñc liên kết FXF trong XF4-là 109o28’ Vì Trong XF3 X lai hña sp2, trong XF4-thì X lai hña sp3. 2 0,5 - Độ dài liên kết: d (X – F) trong XF3 < d(X – F) trong XF4-vì liên kết trong 0,5 XF3 ngoài liên kết Câu 9: σcòn cñ một phần liên kết π khóng định chỗ. Cho 32 gam dung dịch Br2 a% vào 200 ml dung dịch SO2 b mol/lít được dung dịch X. Chia X làm 2 phần bằng nhau * Cho dung dịch BaCl2 dư vào phần 1 thu được 4,66 gam kết tủa. * Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào phần 2 thu được 11,17 gam kết tủa. a. Viết các phương trình phản ứng. b. Tính a,b (coi các phản ứng đều hoàn toàn). Câu 9 Nội dung Điểm TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Br2 + 2H2O + SO2 2HBr + H2SO4 0,25 BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl 0,25 Ba(OH)2 + SO2 BaSO3 + H2O 1 0,25 Ba(OH)2 + H2SO4 BaSO4 + 2H2O 0,25 nBaSO4 ở phần 1 = nBaSO4 ở phần 2= 0,02 mol ⇒ nBr2=0,04 ⇒ a=[0,04*160]/32=20%. 0,5 nBaSO3=[11,17-4,66]/217 =0,03 mol. 2 0,5 nSO2 ban đầu =2*(0,02+0,03)=0,1 b=0,5M Câu 10: Cho 11,56 gam hỗn hợp A gồm 3 muối FeCl3, BaBr2, KCl tác dụng với 440 ml dung dịch AgNO3 0,5M thu được dung dịch D và kết tủa B. Lọc kết tủa B, cho 0,15 mol bột Fe vào dung dịch D thu được chất rắn F và dung dịch E. Cho F vào dung dịch HCl loãng dư tạo ra 2,128 lít H2 (đktc) và còn phần chất khóng tan. Cho dung dịch KOH dư vào dung dịch E thu được kết tủa, nung kết tủa trong khóng khí đến khối lượng khóng đổi thu được 6,8 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 1) Lập luận để viết các phương trình phản ứng xẩy ra. 2) Tính khối lượng kết tủa B. Câu 10 Nội dung Điểm Vì F tác dụng với HCl dư còn phần khóng tan ⇒ D có AgNO3 dư 0,5 FeCl3 + 3AgNO3 3AgCl + Fe(NO3)3 BaBr2 + 2AgNO3 2AgBr +Ba(NO3)2 KCl + AgNO3 KNO3 + AgCl B: AgBr, AgCl; D: AgNO3 dư, Fe(NO3)3, Ba(NO3)2, KNO3. Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag 1 Fe + 2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2 Chất khóng tan là Ag và Fe dư, dung dịch E gồm Fe(NO3)2, Ba(NO3)2, KNO3, Ba(NO3)2, KNO3. Fe + 2HCl FeCl2 + H2 0,5 Fe(NO3)2 + 2NaOH Fe(OH)2 +2NaNO3 t0 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O Gọi số mol mỗi chất FeCl3, BaBr2, KCl lần lượt là a, b,c. Vì cho Fe cñ phản ứng với dung dịch D nFe ban thêm vào= 0,15 mol nFe trong F= 0,095 nFe phản ứng với Ag+ và Fe3+=0,055 ⇒ nAgNO3 dư trong D = 0,055*2-a ⇒ nAgNO3 phản ứng với X-= 0,22- 2 (0,055*2-a) 162,5a+297b+ 74,5c = 11,56 (1) 3a + 2b + c = 0,22- (0,055*2-a) (2) 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 6,8 gam chất rắn sau c÷ng gồm Fe2O3 (a+0,055)/2 mol 160*(a+0,055)/2 = 6,8 (3) 0,5 a=0,03 b=0,02 c=0,01 ⇒ B gồm 0,1 mol AgCl; 0,04 mol AgBr. mB= 21,87 gam Chú ý: Nếu học sinh có cách giải khác hợp lý vẫn cho điểm. ------------------ HẾT----------------- TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT NĂM HỌC 2014 - 2015 MÔN THI: HÓA HỌC 10 Thời gian làm bài: 180 phöt (Đề thi có 2 trang, gồm 10 câu) Câu 1. Người ta quy ước trị số năng lượng của electron trong nguyên tử cñ dấu âm (–). Electron trong He+khi chuyển động trên một lớp xác định cñ một trị số năng lượng tương ứng, đñ là năng lượng của một mức. Cñ 3 trị số năng lượng (theo eV) của electron trong hệ He+là: –13,6; –54,4; –6,04. a) Hãy chỉ ra trị số năng lượng mức 1, 2, 3 từ 3 trị số trên. b) Từ trị số nào trong 3 trị số trên ta cñ thể xác định được một trị số năng lượng ion hña của He? Giải thích? Câu 2. Thực nghiệm cho biết các độ dài bán kính của sáu ion theo đơn vị A0như sau: 1,71; 1,16; 1,19; 0,68; 1,26; 0,85. Các ion đñ đều cñ c÷ng số electron. Số điện tích hạt nhân Z của các ion đñ trong giới hạn 2< Z <18. Hãy xác định các ion đñ và gán đöng trị số bán kính cho từng ion, xếp theo thứ tự tăng dần của các trị số đñ. Giải thích của sự gán đöng các trị số đñ. Câu 3. Cho bảng giá trị một số đại lượng của các đơn chất halogen sau: Đơn chất Nhiệt độ sói (oC) Năng lượng liên kết X – X (kJ/mol) Độ dài liên kết X – X (Ao) F2 Cl2 Br2 I2 - 187,9 - 34,1 58,2 184,5 159 242 192 150 1,42 1,99 2,28 2,67 Nhận xét và giải thích sự biến đổi: nhiệt độ sói, năng lượng liên kết và độ dài liên kết cho trên. Câu 4. Hãy chứng minh độ đặc khít của mạng lưới tinh thể lập phương tâm khối là 68%. Từ đñ hãy tính khối lượng riêng của natri theo g/cm3. Biết natri kết tinh cñ dạng tinh thể lập phương tâm khối và bán kính hiệu dụng của nguyên tử natri bằng 0,189 nm. Câu 5. Trộn một lượng nhỏ bột Al và I2 trong bát sứ, sau đñ cho một ít nước vào. a) Nêu hiện tượng xảy ra và giải thích. b) Viết phương trình hña học của phản ứng và cho biết vai trò của các chất tham gia. c) Giải thích tại sao hợp chất COBr2 cñ tồn tại, còn hợp chất COI2 khóng tồn tại? Câu 6. Hỗn hợp khí X gồm SO2 và O2 cñ tỉ khối hơi so với H2 bằng 28. Cho 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí X vào bình kín cñ V2O5 rồi nung nñng đến 4500C. Sau một thời gian TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT phản ứng, làm nguội bình rồi cho toàn bộ các chất thu được đi qua dung dịch BaCl2 (dư). Sau khi kết thöc phản ứng, thu được 17,475 gam kết tủa. Tính hiệu suất của phản ứng oxi hña SO2 thành SO3. Câu 7. Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Na, Na2O, NaOH, Na2CO3 trong lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 40%, thu được 8,96 lít hỗn hợp khí cñ tỉ khối so với H2 là 16,75 và dung dịch Y cñ nồng độ 51,449%. Có cạn dung dịch Y, thu được 170,4 gam muối khan. Tính m. Câu 8. Thực nghiệm cho biết cả ba hợp chất CHBr3, SiHBr3, CH(CH3)3 đều cñ cấu tạo tứ diện. Cñ ba trị số gñc liên kết tại tâm là 110o, 111o, 112o(khóng kể tới H khi xét các gñc này). Độ âm điện của H là 2,2; CH3 là 2,27; CH là 2,47; Si là 2,24; Br là 2,5. Dựa vào mó hình đẩy giữa các cặp electron hña trị và độ âm điện, hãy cho biết trị số gñc của mỗi chất và giải thích. Câu 9. Hòa tan hết 2m gam kim loại M trong lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nñng, thu được V lít khí SO2. Mặt khác, hòa tan hết m gam hợp chất X (X là sunfua của kim loại M) trong lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nñng cũng thu được V lít khí SO2. Biết SO2 là sản phẩm khử duy nhất của các quá trình trên, khí đo ở c÷ng điều kiện. Xác định kim loại M và cóng thức của hợp chất X. Câu 10. Hỗn hợp chất rắn A gồm M2CO3, MHCO3, MCl (M là kim loại kiềm). Cho 43,71 gam A tác dụng hết với lượng dư V ml dung dịch HCl 10,52% (d = 1,05 g/ml), thu được dung dịch B và 17,6 gam khí C. Chia B làm hai phần bằng nhau. - Phần một tác dụng vừa đủ với 125 ml dung dịch KOH 0,8M. Có cạn dung dịch sau phản ứng, thu được m gam muối khan. - Phần hai cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3 dư, thu được 68,88 gam kết tủa trắng. a) Xác định kim loại M. b) Tính % khối lượng các chất trong A. c) Tính V và tính m. …………………………..HẾT……………………………. - Thí sinh không được sử dụng tài liệu (kể cả bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố) - Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. - Họ và tên thí sinh:………………………………….Số báo danh:………………………. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CÂP THPT NĂM HỌC 2014 - 2015 MÔN HÓA HỌC LỚP 10 HƢỚNG DẪN CHẤM Câu Nội dung Điểm 1. Ta cñ electron càng gần hạt nhân càng bị höt chặt, vì vậy electron ở mức 1 cñ năng lượng thấp nhất đñ là – 54,4 eV, electron ở mức thứ hai cñ mức năng lượng là – 13,6 eV, electron ở mức thứ ba cñ năng lượng là – 6,04 eV. Ta cñ He+ He2+ + 1e Năng lượng cần thiết để tách electron mức 1 này là năng lượng ion hña I2. Vậy năng lượng ion hña I2 của He là: 54,4 eV (đây là năng lượng ở mức 1 của electron nhưng cñ dấu dương) 1,0 1,0 2 Vì 2 < Z < 18 nên các ion này là của các nguyên tố thuộc chu kì 2 và 3. Vì các ion này cñ c÷ng tổng số electron nên trong hai chu kì này cñ các ion sau: N3-, O2-, F-, Na+, Mg2+, Al3+. Vì các ion này cñ c÷ng số electron nhưng điện tích hạt nhân tăng nên bán kính giảm (số lớp electron là như nhau, lực höt giữa các electron và hạt nhân tăng lên). Ta cñ thể lập bảng theo thứ tự tăng dần như sau: Ion Al3+ Mg2+ Na+F- O2- N3- Bán kính (A0) 0,68 0,85 1,16 1,19 1,26 1,71 1,0 1,0 3 Từ bảng ta nhận thấy các giá trị sau: nhiệt độ sói, độ dài liên kết tăng dần từ F2 đến I2. Năng lượng liên kết từ F2 đến Cl2 tăng lên rồi sau đñ giảm dần từ Cl2 đến I2. Giải thích: - Từ F2 đến I2 vì khối lượng phân tử tăng nên nhiệt độ sói tăng. Độ dài liên kết tăng từ F2 đến I2 do bán kính nguyên tử tăng từ F đến I. Năng lượng liên kết của F2 bé hơn của Cl2 bởi vì trong phân tử Cl2 ngoài liên kết tạo bởi sự xen phủ của hai obitan p thì còn cñ sự xen phủ của obitan d và obitan p mà ở trong phân tử F2 khóng cñ xen phủ của obitan d. 0,5 0,5 1,0 4 Học sinh vẽ hình minh họa. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT - Từ hình vẽ ta cñ số nguyên tử Na trong một tế bào cơ sở là: 8.1/8 + 1 = 2. Gọi r là bán kính nguyên tử Na thì thể tích thật là: 2.π.r3.4/3. Gọi a là cạnh của hình lập phương của một tế bào cơ sở, ta cñ: a = 4r/√3 Thể tích của 1 tế bào là: a3= 64r3/5,196 Vậy độ đặc khít của mạng lưới tinh thể Na là: (2.π.r3.4/3)/(64r3/5,196) = 0,68 hay là 68%. - Chọn 1 mol Na thì khối lượng là: 23 gam; số nguyên tử là 6,02.1023 Thể tích số nguyên tử của 1 mol Na là: 6,02.1023.3,14.0,1893.10-21.4/3 (cm3) = 17 cm3=> Thể tích của 1 mol tinh thể Na là: 17.100/68 = 25 cm3. Vậy khối lượng riêng của Na là: 23/25 = 0,92 (g/cm3) 0,5 0,5 0,5 0,5 5 a) Hiện tượng: löc đầu chưa cñ phản ứng xảy ra, sau khi thêm nước vào thì phản ứng từ từ xảy ra và sau đñ cñ hơi màu tím thoát ra mạnh. Giải thích: Khi chưa cñ nước thì phản ứng chưa xảy ra vì chưa cñ chất xöc tác, sau khi thêm nước làm chất xöc thì phản ứng xảy ra và tõa nhiệt mạnh. Do I2 dễ thăng hoa nên khi phản ứng tõa nhiệt mạnh thì I2 bay hơi và hơi iot cñ màu tím ta cñ thể quan sát dễ dàng. b) Vai trò các chất tham gia: Al là chất khử, I2 là chất oxi hña, nước là chất xöc tác. PTHH: 2Al + 3I2 2AlI3 X O=C c) Cấu tạo chung của hợp chất là X Do iot cñ bán kính nguyên tử lớn, độ âm điện nhỏ hơn brom nên hợp chất COI2 rất kém bền và khóng tồn tại. 0,5 0,5 0,5 0,5 6 Dựa vào tỉ khối hơi của hỗn hợp và số mol của hỗn hợp ta tính được số 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT mol của SO2 = 0,15 mol, của O2 = 0,05 mol. PTHH: 2SO2 + O2 → 2SO3 Khi cho toàn bộ các chất thu được đi qua dung dịch BaCl2 dư thì chỉ cñ SO3 tham gia phản ứng. PTHH: SO3 + H2O + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl Dựa vào lượng kết tủa ta cñ số mol O2 phản ứng là 0,0375 mol. Vậy hiệu suất phản ứng là: 0,0375/0,05 = 75% 0,5 0,5 0,5 7 Học sinh viết 4 PTHH: 2Na + H2SO4 Na2SO4 + H2 Na2O + H2SO4 Na2SO4 + H2O NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O Na2CO3 +H2SO4 Na2SO4 + H2O + CO2 Từ giả thiết ta tính được khối lượng hai khí là 13,4 gam; khối lượng muối Na2SO4 là 170,4 gam => số mol H2SO4 = số mol Na2SO4 = 1,2 mol Từ đñ tính được khối lượng dung dịch H2SO4 ban đầu là 294 gam và khối lượng dung dịch sau phản ứng là 331,2 gam. Theo bảo toàn khối lượng ta cñ: 294 + m = 331,2 + 13,4 => m = 50,6 gam. 0,5 0,5 0,5 0,5 8 Học sinh vẽ cóng thức cấu tạo của ba hợp chất SiHBr3 (1), CHBr3 (2), CH(CH3)3 (3) H H H C Si C Br Br CH3 Br Br Br Br CH3 CH3 (2) (1) (3) Vì độ âm điện của Si < CH nên cặp e liên kết của C-Br gần CH hơn so với cặp e liên kết của Si-Br => lực đẩy giữa các cặp liên kết của C-Br mạnh hơn => gñc liên kết ở (2) lớn hơn (1). Tương tự ta cñ độ âm điện của Br > CH3 nên cặp e liên kết của C-Br lệch về phía Br nhiều hơn => gñc liên kết của (2) < (3) 0,5 0,5 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Vậy ta cñ gñc liên kết tăng dần theo thứ tự: (1) < (2) < (3) 0,5 9 Học sinh viết hai PTHH 2M + 2nH2SO4 M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O (1) 2MxSy + (2nx + 4y)H2SO4 xM2(SO4)n + (nx + 6y)SO2 + (2nx + 4y)H2O (2) Từ giả thiết ta lập được phương trình n.x.M + 6.y.M = 2M.x.n + 64y.n Xét các giá trị của n, x, y từ 1 đến 3 ta nhận thấy nghiệm thích hợp là x = 2; y = 1; n = 2 và M = 64. Vậy kim loại M là Cu và hợp chất X là Cu2S. 0,5 0,5 0,5 0,5 10 Gọi x, y, z lần lượt là số mol của M2CO3, MHCO3, MCl. Ta cñ: (2M + 60)x +(M + 61)y + (M + 35,5)z = 43,71 (I) PTHH: M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O MHCO3 + HCl MCl + CO2 + H2O ⇨ Dung dịch B cñ: MCl = (2x + y + z) mol và HCl dư Khí C là CO2 : x + y = 0,4 mol (II) Khi B tác dụng với KOH: 0,2 mol HCl + KOH KCl + H2O Khi B tác dụng với AgNO3 dư: MCl + AgNO3 AgCl + MNO3 HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 Ta cñ số mol AgCl kết tủa = số mol MCl + 0,2 = 0,96 mol ⇨ (2x + y + z) = 0,76 (III) Từ (II) và (III) => z = 0,36 – x; y = 0,4 – x Thay vào (I) ta cñ: 0,76M – 36,5x = 6,53 Hay x = (0,76M – 6,35)/36,5 Vì 0 < x < 0,4 nên 8,6 < M < 27,8 Vậy M = 23 và M là kim loại kiềm Natri Thay M = 23 vào các phương trình trên ta được: x = 0,3; y = 0,1 và z = 0,06 Trong A cñ 31,8 gam Na2CO3 chiếm 72,75%; 8,4 gam NaHCO3 chiếm 19,22% và 3,51 gam NaCl chiếm 8,03% 0,5 0,5 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Số mol HCl = 0,9 mol nên V = 297,4 ml m = khối lượng NaCl + khối lượng KCl = 22,23 + 7,45 = 29,68 gam m = 29,68 gam 0,5 Nếu học sinh giải bằng cách khác mà đúng vẫn được điểm tối đa. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT HÀ TĨNH NĂM HỌC 2012-2013 MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 10 ĐỀ CHÍNH THỨC Câu I: Thời gian làm bài: 180 phút (Đề thi có 02 trang, gồm 06 câu) 1. Trong thiên nhiên, brom cñ nhiều ở nước biển dưới dạng NaBr. Cóng nghiệp hña học điều chế brom từ nước biển được thực hiện theo quy trình sau đây: - Cho một ít dung dịch H2SO4 vào một lượng nước biển; - Sục khí clo vào dung dịch mới thu được; - D÷ng khóng khí lói cuốn hơi brom tới bảo hòa vào dung dịch Na2CO3; - Cho dung dịch H2SO4 vào dung dịch đã bão hòa brom, thu hơi brom rồi hña lỏng. Hãy viết các phương trình hña học chính đã xảy ra trong các quá trình trên và cho biết vai trò của H2SO4. 2. Cho m gam hỗn hợp X gồm CuCl2 và FeCl3 vào nước thu được dung dịch A. Chia A làm 2 phần bằng nhau. Sục khí H2S dư vào phần 1 được 1,28 gam kết tủa, cho Na2S dư vào phần 2 được 3,04 gam kết tủa. Tính m. Câu II: 1. Năng lượng ion hña thứ nhất (I1- kJ/mol) của các nguyên tố chu kỳ 2 cñ giá trị (khóng theo trật tự) 1402, 1314, 520, 899, 2081, 801, 1086, 1681. Hãy gắn các giá trị này cho các nguyên tố tương ứng. Giải thích. 2. Cñ 1 lít dung dịch X gồm Na2CO3 0,1M và (NH4)2CO3 0,25M. Cho 43 gam hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào dung dịch X, sau khi phản ứng kết thöc thu được 39,7 gam kết tủa A. Tính thành phần % khối lượng các chất trong A. Câu III: 1.a. Sục từ từ khí Cl2 vào dung dịch KI, hãy cho biết màu sắc dung dịch biến đổi như thế nào? Giải thích. b. Hãy giải thích tại sao ái lực electron của flo (3,45 eV) bé hơn của clo (3,61 eV) nhưng tính oxi hña của flo lại mạnh hơn của clo? 2. Cho hỗn hợp gồm 0,03 mol Al, 0,02 mol Cu và 0,02 mol Zn tác dụng với hỗn hợp 2 axit H2SO4 và HNO3, sau phản ứng thu được 4,76 gam hỗn hợp khí SO2 và NO2 cñ thể tích là 1,792 lít (đo ở điều kiện tiêu chuẩn) và m gam muối (khóng cñ muối amoni). Tính m. Câu IV: TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 1. M và R là các nguyên tố thuộc phân nhñm chính (nhñm A), cñ thể tạo với hiđro các hợp chất MH và RH. Gọi X và Y lần lượt là hiđroxit ứng với hña trị cao nhất của M và R. Trong Y, R chiếm 35,323% khối lượng. Để trung hòa hoàn toàn 50 gam dung dịch 16,8% X cần 150 ml dung dịch Y 1M. Xác định các nguyên tố M và R. 2. Để hoà tan hoàn toàn a mol một kim loại cần một lượng vừa đủ a mol H2SO4, sau phản ứng thu được 31,2 gam muối sunfat và khí X. Toàn bộ lượng khí X này làm mất màu vừa đủ 500 ml dung dịch Br2 0,2M. Xác định tên kim loại. Câu V: 1.Trong một tài liệu tham khảo cñ ghi những phương trình hña học như dưới đây, hãy chỉ ra những lỗi (nếu cñ) và sửa lại cho đöng. a. CaI2 + H2SO4 đặc 🡪 CaSO4 +2HI b. 3FeCl2 + 2H2SO4 đặc 🡪 FeSO4 + 2FeCl3 + SO2 +2H2O c. Cl2 +2KI dư 🡪 2KCl + I2 2. Đun nñng hỗn hợp X gồm bột Fe và S trong điều kiện khóng cñ khóng khí, thu được hỗn hợp rắn A. Cho A tác dụng với một lượng dư dung dịch HCl thu được sản phẩm khí Y cñ tỉ khối so với H2 là 13. Lấy 2,24 lít (đo ở điều kiện tiêu chuẩn) khí Y đem đốt cháy rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy đñ đi qua 100 ml dung dịch H2O2 5,1% (cñ khối lượng riêng bằng 1g/ml), sau phản ứng thu được dung dịch B. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. a. Tính thành phần % khối lượng các chất trong hỗn hợp X. b. Xác định nồng độ % các chất trong dung dịch B. Câu VI: 1.Cho m gam hỗn hợp kim loại Ba, Na (được trộn theo tỉ lệ số mol 1:1) vào nước được 3,36 lít H2 (đo ở điều kiện tiêu chuẩn) và dung dịch X. Cho CO2 hấp thụ từ từ vào dung dịch X. Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của số mol kết tủa theo số mol CO2 được hấp thụ. 2. A là dung dịch chứa AgNO3 0,01M, NH3 0,25M và B là dung dịch chứa các ion Cl-, Br- , I đều cñ nồng độ 0,01M. Trộn dung dịch A với dung dịch B (giả thiết ban đầu nồng độ các ion khóng đổi). Hỏi kết tủa nào được tạo thành? Trên cơ sở của phương pháp, hãy đề nghị cách nhận biết ion Cl trong dung dịch cñ chứa đồng thời 3 ion trên. Biết: Ag(NH3)2+ Ag++ 2NH3 k = 10-7,24 ; TAgCl = 1,78.10-10 ; TAgBr = 10-13; TAgI = 10-16. -----------------HẾT--------------- - Thí sinh không được sử dụng tài liệu (kể cả bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học). - Cán bộ coi thi không phải giải thích gì thêm. - Họ và tên thí sinh……………………………………………… Số báo danh……………………… TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH THPT HÀ TĨNH NĂM HỌC 2012-2013 HƢỚNG DẪN CHẤM MÔN HOÁ HỌC 10 Z Nội dung Điểm I + H2NaCl + Br2 (1) 31. Cl2 + 2NaBr ⎯⎯→ 3Br2 + 3Na2CO3 → 5NaBr + NaBrO3 + 3CO2 (2) H2SO4 + Na2CO3 ⎯→Na2SO4 + CO2 + H2O (3) 5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 → 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O (4) Vai trò của H2SO4: (1) H2SO4 cñ tác dụng axit hña mói trường phản ứng, (3) (4) là chất tham gia pư, nếu mói trường kiềm thì sẽ cñ cân bằng: . OH- 3Br2+ 6OH- 5Br- + BrO3- + 3H2O H+ 2. Thêm H2S vào phần 1 ta cñ: 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + 2HCl x 0,5x CuCl2 + H2S → CuS↓ + 2HCl y y 🡪 16x +96y = 1,28 (I) Thêm Na2S vào phần 2 2FeCl3 + Na2S → 2FeCl2 + S + 2NaCl sau đñ: FeCl2 + Na2S → FeS↓ + 2NaCl ⇨ 2FeCl3 + 3Na2S → 2FeS↓ + S↓ + 6NaCl mol: x x 0,5 x CuCl2 + Na2S → CuS↓ + 2NaCl y y 🡪 88x + 32.0,5x + 96y = 3,04 (II) + Từ (I, II) ta cñ: x = 0,02 mol và y = 0,01 mol ⇨ m = 4,6.2 = 9,2 gam. 1. Giá trị năng lượng ion hña tương ứng với các nguyên tố: II IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA Li e B C N O F Ne 3 2s12s22p12p22p32p42p52p6 I1 (kJ/mol) 520 899 801 1086 1402 1314 1681 2081 Nhìn chung từ trái qua phải trong một chu kỳ năng lượng ion hña I1 tăng dần, ph÷ hợp với sự biến thiên nhỏ dần của bán kính nguyên tử. Cñ hai biến thiên bất thường xảy ra ở đây là: - Từ IIA qua IIIA, năng lượng I1 giảm do cñ sự chuyển từ cấu hình bền ns2 qua cấu hình kém bền hơn ns2np1(electron p chịu ảnh hưởng chắn của các electron s nên liên kết với hạt nhân kém bền chặt hơn). - Từ VA qua VIA, năng lượng I1 giảm do cñ sự chuyển từ cấu hình bền ns2np3qua cấu hình kém bền hơn ns2np4(trong p3chỉ cñ các electron độc TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT thân, p4cñ một cặp ghép đói, xuất hiện lực đẩy giữa các electron). 2. Học sinh viết ptpu, ta cñ thể tñm tắt như sau: M2+ + CO32- 🡪 MCO3 Dự vào số mol muối cacbonat, tính được nCO32-= 0,35 Theo tăng giảm khối lượng thấy từ 1 mol MCl2 về MCO3 khối lượng giảm 11 gam. Thực tế khối lượng giảm 43 – 39,7 = 3,3 gam 🡪 Số mol MCO3 = 3,3= 0,3 < nCO32- -> CO32-cñ dư, M2+ pư hết 11 nBaCl2 = x, CaCl2 = y, lập hệ pt đại số 208x +111y = 43 và x + y = 0,3 giải ra được BaCO3 = 0,1 mol, CaCO3 = 0,2 mol và % BaCO3 = 49,62%, CaCO3 = 50,38%. 1. a. dd KI xuất hiện màu đỏ tím, sau đñ dần trở lại khóng màu III Cl2 + 2KI 🡪 2KCl + I2 và 5Cl2 + I2 + 6H2O 🡪 2HIO3 + 10HCl b. Quá trình chuyển X2 🡪 2X phụ thuộc vào 2 yếu tố: năng lượng phân li 3,5 phân tử thành nguyên tử (tức năng lượng liên kết) và ái lực e để biến nguyên tử X thành ion X Mặc d÷ ái lực của flo bé hơn clo, nhưng năng lượng liên kết của flo lại thấp hơn của clo nên flo dễ phân li thành nguyên tử hơn, vì vậy tính oxi hña của flo mạnh hơn clo (Năng lượng liên kết của flo thấp hơn clo vì: Trong phân tử F chỉ cñ các AO p, khóng cñ AO trống 🡪 phân tử F2 chỉ cñ liên kết σ. Trong nguyên tử Cl, ngoài các AO p còn cñ AO d trống 🡪 phân tử Cl2 ngoài sự xen phủ các AO p để tạo liên kết một phần liên kết pi). σ, thì mây e còn đặt vào AO d trống, do đñ tạo 2. Dựa vào thể tích và khối lượng hỗn hợp khí, lập hệ pt dễ dàng tính được số mol SO2 = 0,06 và NO2 = 0,02 🡪 số mol e nhận = 0,06.2 + 0,02 = 0,14 Nếu tất cả kim loại đều tan thì ne nhường = 0,03.3 + 0,02.2 + 0,02.2 = 0,17 > 0,14. Như vậy cñ kim loại còn dư, đñ là Cu (vì Cu cñ tính khử yếu nhất), 0,17 − 0,14= 0,015 tính được số mol Cu dư = 2 Ta cñ : NO3-+ 2H++1e 🡪NO2 + H2O 0,02 0,04 SO42-+4H++2e 🡪 SO2 +2H2O 0,06 0,24 nNO3 -(muối) = nNO3-(ax) – nNO2 = nH+- nNO2 = 0,04 – 0,02 = 0,02 Tương tự tính được nSO42-= 0,06 mol. Khối lượng muối = mkim loại + mgốc axit 🡪 m = 0,03.27 + 0.02.65 + 0,005.64 + 0,02.62 + 0,06.96 = 9,43 (gam) 1. Hợp chất với hiđro cñ dạng RH nên R cñ thể thuộc nhñm IA hoặc VIIA. IV Trường hợp 1 : Nếu R thuộc nhñm IA thì Y cñ dạng ROH 3,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT R(loại do khóng cñ nghiệm thích hợp) 35,323 Ta cñ : 9,284 17= ⇒ R = 64,677 Trường hợp 2 : R thuộc nhñm VIIA thì Y cñ dạng HRO4 R, vậy R là nguyên tố clo (Cl). 35,323 Ta cñ : 35,5 65= ⇒ R = 64,677 Do hiđroxit của R (HClO4) là một axit, nên hiđroxit của M phải là một bazơ dạng MOH 16,8 mX 50 gam 8,4 gam = × = 100 MOH + HClO4 → XClO4 + H2O ⇒n n L mol L mol MOH HClO 0,15 1 / 0,15 = = × = 4 gam M 8,4 ⇒56 +17= = 0,15 mol ⇒ M = 39 , vậy M là nguyên tố kali (K). 2. Khí X cñ khả năng làm mất màu dung dịch nước brom nên X phải là H2S hoặc SO2. Giả sử X là H2S, ta cñ phương trình phản ứng: 8R + 5nH2SO4 → 4R2(SO4)n + nH2S + 4nH2O Theo ptpu: nH SO 2 4= 58nnR. Theo bài ra: nH SO 2 4= nR → 5n = 8 → n = 85. Vậy khí X đã cho là khí SO2. Và ta cñ phương trình phản ứng: 2R + 2nH2SO4 → R2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O Ta cñ: 2 =2n 🡪 n =1 Phương trình (1) được viết lại: 2R + 2H2SO4 → R2SO4 + SO2 + 2H2O * Cho khí X phản ứng với dung dịch Br2 xảy ra phản ứng sau: SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr (2) Theo (2): n2 SO= nBr2= 0,5.0,2 = 0,1(mol); theo (*): nR2SO4 = n2 SO= 0,1(mol) Theo bài ra khối lượng của R2SO4 = 31,2g → MR SO 2 4= 31, 2 0,1= 312 → MR = 108 (R là Ag). 1. a. HI cñ tính khử, pư được với H2SO4 đặc, nên sửa lại V 4CaI2 + 5H2SO4 đặc 🡪 4CaSO4 + H2S + 4I2 +4H2O 3,5 b. Do FeSO4 cñ tính khử, H2SO4 đặc cñ tính oxi hña nên phương trình được viết lại: 2FeCl2 + 4H2SO4 🡪 Fe2(SO4)3 + SO2 + 4HCl + 2H2O c. Do cñ KI dư nên I2 tan trong KI tạo KI3, vậy phương trình được viết lại: Cl2 + 3KI 🡪 2KCl + KI3 2. a) Viết phương trình: Fe + S → FeS (1) TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑ (2) Với MY= 13.2 = 26 ⇒ Y cñ H2S và H2, do Fe dư phản ứng với HCl. Fedư + 2HCl → FeCl2 + H2↑ (3) 2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O (4) 2H2 + O2 → 2H2O (5) SO2 + H2O2 → H2SO4 (6) Đặt nH2S= a (mol); H2 n= b (mol) ⇒MY= 13 34a 2b= ⇒ = Giả sử H2 + a b + 26 a b n= 1 (mol) ⇒nH2S= 3 (mol) (1)(2) ⇒nFephản ứng = nS = nFeS = nH2S= 3 (mol) (3) ⇒ nFe dư = H2 n= 1 (mol) ⇒nFeban đầu = 1 + 3 = 4 (mol) 4.56.100%= Vậy: %mFe = 70% 4.56 3.32 + %mS = 100% - 70% = 30% 2,24= 0,1(mol) b) nY = 22,4 ⇒nH2S= 43.0,1 = 0,075 (mol). ⇒H2 n= 0,1 - 0,075 = 0,025 (mol). 5,1.1.100 nH2O2= = 100.34 Từ (4)(6) ⇒ SO2 0,15(mol) n = nH2S= 0,075 (mol) Từ (6) ⇒ H2SO4 n= SO2 n= 0,075 (mol) ⇒ H2O2 dư. nphản ứng = SO2 n= 0,075 (mol) ⇒ H2O2 dư = 0,15 - 0,075 = 0,075 (mol) H2O2 Áp dụng BTKL ta cñ: mddB = ddH2O2 m+ SO2 m+ mH2O= 100.1 + 0,075.64 + 0,1.18 = 106,6 (g) 0,075.98.100= 6,695 (%). Vậy: C%H2SO4 = 106,6 0,075.34.100= 2,392 (%). C%H2O2 dư = 106,6 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 1. Ba + H2O 🡪 Ba(OH)2 + H2 VI Na + H2O 🡪 NaOH + 1/2H2 Dựa vào pt, tính được nBa(OH)2 = NaOH = 0,1. Tính được nOH-= 0,3 3,5 Sục từ từ CO2 vào dd X cñ các pư CO2 + 2OH- 🡪 CO32-+ H2O CO32-+ Ba2+ 🡪 BaCO3 BaCO3 + CO2 🡪 Ba(HCO3)2 Dựa vào pt, hs vẽ được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của số mol BaCO3 kết tủa với số mol CO2 được hấp thụ (Hình thang cân…..) nkế t tủ a 0,1 0 0,1 0,2 0,3 nCO2 2. Vì AgNO3 tạo phức với NH3 nên trong dung dịch A chứa Ag(NH3)2+ 0,01M và NH3 = 0,25 – 0,02 = 0,23M Ag(NH3)2+== Ag++ 2NH3 K = 10-7,24 Ban đầu 0,01 0 0,23 Cân bằng 0,01-x x 0,23 + 2x K = 10-7,24= 2 x x (0,23 2 ) + 0,01 − Giải được x = 1,09.10-8. Vậy nồng độ cân x bằng của Ag+= 1,09.10-8 Ta cñ T = Ag+.X-= 1,09.10-8. 0,01 = 1,09.10-10 Như vậy: T < TAgCl 🡪 nên khóng cñ kết tủa AgCl T > TAgBr và TAgI nên cñ kết tủa AgBr và AgI Để nhận biết Cl trong dd cñ chöa đồng thời 3 ion trên, ta d÷ng dd A để loại bỏ Br và I-(tạo kết tủa), sau đñ thêm từ từ axit để phá phức Ag(NH3)2NO3 làm tăng nồng độ Ag+, khi đñ T tăng lên và T > TAgCl mới cñ kết tủa AgCl (nhận ra Cl-) TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ ĐỀ XUẤT Câu 1 (2,0 điểm): KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2013- 2014 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên) (Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề) 1. Cho biết một số giá trị năng lượng ion hoá thứ nhất (I1,eV): 5,14; 7,64; 21,58 của Ne , Na, Mg và một số giá trị năng lượng ion hoá thứ hai (I2, eV): 41,07; 47,29 của Na và Ne. Hãy gán mỗi giá trị I1,I2 cho mỗi nguyên tố và giải thích. Hỏi I2 của Mg như thế nào so với các giá trị trên? Vì sao? 2. Giải thích tại sao: a) Axit flohydric là một axit yếu nhất trong các axit HX nhưng lại tạo được muối axit còn các axit khác thì khóng cñ khả năng này? b) B và Al là hai nguyên tố kề nhau ở nhñm IIIA nhưng cñ phân tử Al2Cl6 mà khóng cñ B2Cl6? Câu 2 (2,0 điểm): TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Canxi xianamit (CaCN2) là một loại phân bñn đa năng và cñ tác dụng tốt. Nñ cñ thể được sản xuất rất dễ dàng từ các loại hña chất thóng thường như CaCO3. Quá trình nhiệt phân CaCO3 cho ra một chất rắn màu trắng XA và một khí khóng màu XB khóng duy trì sự cháy. Chất rắn màu xám XC và khí XD hình thành bởi phản ứng khử XA với cacbon. XC và XD còn cñ thể bị oxy hña để tạo thành các sản phẩm cñ mức oxy hña cao hơn. Phản ứng của XC với nitơ cuối c÷ng cũng dẫn tới việc tạo thành CaCN2. 1. Viết tất cả các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Khi thuỷ phân CaCN2 thì thu được chất gì? Viết phương trình phản ứng. 3. Trong hña học chất rắn thì anion CN22-cñ thể cñ đồng phân. Axit của cả hai anion đều đã được biết (chỉ tồn tại trong pha khí). Viết cóng thức cấu tạo của hai axit và cho biết cân bằng chuyển hña giữa hai axit trên ưu tiên phía nào? Câu 3 (1,5 điểm): 1. Cho biết hằng số điện li của axit axetic: Ka (CH3COOH) = 1,8.10-5; axit propionic : Ka (C2H5COOH) = 1,3.10-5. Một dung dịch chứa CH3COOH 0,002M và C 2H5COOH x M. Hãy xác định giá trị của x để trong dung dịch này cñ độ điện li của axit axetic là 0,08. 2. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,1M cần d÷ng để cho vào 200ml dung dịch H3PO4 0,1M và sau phản ứng thu được dung dịch cñ pH = 7,21 ; pH = 9,765. Cho pKa (H3PO4) : pKa1 = 2,15 ; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32. Câu 4 (1,5 điểm): 1. Chất rắn X là hỗn hợp của KHCO3 và một trong các hña chất: Ba(NO3)2.2H2O; ZnI2; MgSO4.7H2O. Hãy nhận biết chất X (được d÷ng các thuốc thử AgNO3, NH3, H2SO4) 2. Viết các phương trình phản ứng trong các thí nghiệm sau (mỗi trường hợp chỉ mó tả bằng một phương trình): a) Oxi hña etylbenzen (C2H5−C6H5) bằng dung dịch KMnO4/H2O đun nñng thu được sản phẩm là C6H5COOK và các chất vó cơ khác. b) Hòa tan As2S3 trong dung dịch HNO3 loãng. c) Hấp thụ SO2 vào dung dịch NaIO3 thu được kết tủa màu đen tím. d) Muối CrI3 bị oxi hña bằng dung dịch KClO + KOH. Câu 5 (1,5 điểm): Cho 88,2 g hỗn hợp A gồm FeCO3, FeS2 c÷ng lượng khóng khí (lấy dư 10% so với lượng cần thiết để đốt cháy hết A) vào bình kín dung tích khóng đổi. Nung bình một thời gian để xảy ra phản ứng, sau đñ đưa bình về nhiệt độ trước khi nung, trong bình cñ khí B và chất rắn C (gồm Fe2O3, FeCO3, FeS2). Khí B gây ra áp suất lớn hơn 1,45% so với áp suất khí trong bình đñ trước khi nung. Hòa tan chất rắn C trong lượng dư H2SO4 loãng, được khí D (đã làm khó); các chất còn lại trong bình cho tác dụng với lượng dư dung dịch KOH thu được chất rắn E. Để E ngoài khóng khí cho đến khi khối lượng khóng đổi, được TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT chất rắn F. Biết rằng: Trong hỗn hợp A một muối cñ số mol gấp 1,5 lần số mol của muối còn lại; giả thiết hai muối trong A cñ khả năng như nhau trong các phản ứng; khóng khí chứa 20% oxi và 80% nitơ về thể tích. a) Viết phương trình hña học của các phản ứng xảy ra. b) Tính phần trăm khối lượng của các chất trong hỗn hợp F. c) Tính tỉ khối của khí D so với khí B. Câu 6 (1,5 điểm): Cho hỗn hợp khí A hồm H2 và CO cñ c÷ng số mol. Người ta muốn điều chế H2 đi từ hỗn hợp A bằng cách chuyển hña CO theo phản ứng: CO(K) + H2O(K)←⎯⎯⎯⎯→CO2(K) + H2(K) Hằng số cân bằng Kc của phản ứng ở nhiệt độ thí nghiệm khóng đổi (t0C) bằng 5. Tỷ lệ số mol ban đầu của CO và H2O bằng 1: n Gọi a là % số mol CO bị chuyển hña thành CO2. 1. Hãy thiết lập biểu thức quan hệ giữa n, a và Kc. 2. Cho n = 3, tính % thể tích CO trong hợp chất khí cuối c÷ng (tức ở trạng thái cân bằng). 3. Muốn % thể tích CO trong hỗn hợp khí cuối c÷ng nhỏ hơn 1% thì n phải cñ giá trị bao nhiêu. ………Hết……… SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC Câu KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2012-2013 HƢỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên ) Câu1 2,0 đ 1.* Năng lượng ion hña thứ nhất (I1): 0,25 11Na ([Ne]3s1) 12Mg ([Ne]3s2) 10Ne (2s22p6) 5,14(eV) 7,64(eV) 21,58(eV) Vì Na cñ bán kính lớn hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn Mg → lực höt của hạt 0,25 nhân với electron ngoài c÷ng nhỏ hơn Mg → I1 nhỏ. Ne cñ lớp vỏ ngoài bão hòa bền vững, hơn nữa Ne thuộc chu kỳ II nên bán kính nhỏ hơn so với Na và Mg → electron khñ tách khỏi nguyên tử. * Năng lượng ion hña thứ hai (I2): Na+-1e → Na2+ I2 = 47,29 (eV) TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Ne+-1e → Ne2+ I2 = 41,07 (eV) 0,25 Na+cñ cấu hình e giống khí hiếm (bền vững) → e khñ tách khỏi Na+. Ne+khóng cñ cấu hình lớp vỏ ngoài c÷ng giống khí hiếm → electron ngoài c÷ng dễ 0,25 tách ra hơn so với electron của Na+. * I2 của Mg nhỏ nhất vì Mg+ cñ bán kính lớn nhất, đồng thời lớp vỏ cũng chưa bền vững 2. a) Một phần vì năng lượng liên kết H ─ F rất lớn, một phần vì khi tan trong nước ion F–tương tác với phân tử HF tạo ra ion phức HF2–. Do 1 phần phân tử HF liên kết tạo ra HF2– nên hàm lượng tương đối của ion H3O+khóng lớn → HF cñ tính axit yếu. Đồng thời dung dịch HF cñ các ion dạng HF2–, H2F3–, H3F4–… khi trung hòa tạo ra các muối axit như KHF2, KH2F3 ….. 0,5 b) Cả B và Al đều chưa đạt cấu hình khí hiếm vì liên kết M-Cl đều cñ tính cộng hña trị. Kích thước của nguyên tử B quá nhỏ nên sự cñ mặt của 4 nguyên tử Clo cñ thể tích tương đối lớn, quanh nñ sẽ gây ra tương tác đẩy nhau lớn làm cho phân tử khóng bền vững. Cl Cl Cl 0,5 Al Al Cl Cl Cl Câu 2 1,5 đ Câu 3 1,5 đ 1. CaCO3 ⎯⎯ΔT→CaO + CO2 0,5 CaO + 3C → CaC2 + CO CO + O2 → CO2 CaC2 + O2 → CaCO3 + CO2 0,5 CaC2 + N2 → CaCN2 + C 2.Quá trình trên được gọi là quá trình Frank – Caro. Quá trình này rất quan trọng 0,5 trong kỹ thuật. CaCN2 + 3H2O → CaCO3 + 2NH3 3.Cóng thứ của hai đồng phân là: HN = C = NH  N ≡ C – NH2 Cân bằng sẽ chuyển dịch về phía tạo thành hợp chất cñ tính đối xứng hơn. CH3COOH  CH3COO- + H+ Ka = 1,8.10-5 C 2.10-3 αx [ ] (1-0,08).2.10-3 1,6.10-4 αx+1,6.10-4 -4 -4 1,6.10 .(1,6.10 + x) K = 1,8.10 = (1) ⇒ -5 a -3 2.10 .(1-0,08) α 0,5 C2H5COOH  C2H5COO- + H+ Ka = 1,3.10-5 C x 1,6.10-4 [ ] (1-α).x αx αx+1,6.10-4 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT -4 x.(1,6.10 + x) K = 1,3.10 = (2) ⇒ -5 a α α x.(1- ) α 0,5 0,5 Câu Từ (1) và (2) ⇒ αx = 4,7.10-5; x = 7,95.10-4M 2. * pH = 7,21 = pKa2 ⇒ Tạo 2 muối NaH2PO4 và Na2HPO4 với số mol bằng nhau ⇒ NaOH phản ứng hết nấc 1 và 1/2 nấc 2 của axit H3PO4. NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O 2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O Suy ra: V.0,1= 200.0,1+ 100.0,1 Vậy V = 300ml * pH = 9,765 = 1/2(pKa2 + pKa3) ⇒ Tạo Na2HPO4 2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O 0,04 0,02 0,02 ⇒ nNaOH = 0,04 mol ⇒ V = 400 ml 1. 4 1,5 đ Câu 5 1,5 − Hòa tan X vào nước − Thêm H2SO4 vào dung dịch thấy cñ CO2↑ : HCO−3+ H+→ CO2↑ + H2O + Nếu cñ kết tủa trắng BaSO4 thì X là KHCO3 + Ba(NO3)2.2H2O + Nếu khóng cñ kết tủa trắng thì phải phân biệt tiếp Zn2+ và Mg2+ hoặc I−và SO2− 4. − Thêm một ít giọt AgNO3: + Nếu xuất hiện kết tủa vàng AgI thì X là KHCO3 + ZnI2; + Nếu khóng cñ kết tủa thì X chỉ cñ thể là KHCO3 + MgSO4.7H2O Chö ý: khóng thể d÷ng NH3 để phân biệt các ion Zn2+ và Mg2+, vì trong H2SO4 khi 0,5 cho NH3 sẽ tạo NH+4ngăn cản sự tạo thành kết tủa Zn(OH)2 và Mg(OH)2. 2. Dựa vào các sản phẩm oxi hña khứ cñ thể dự đoán mói trường và các sản phẩm khác: a) C2H5−C6H5 + 4KMnO4 → C6H5COOK + KOH + 4MnO2 + K2CO3 + 2H2O 0,5 b) 3As2S3 + 28HNO3 +4H2O → 6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO c) 5SO2 + 2NaIO3 + 4H2O → Na2SO4 + I2 + 4H2SO4 0,5 d) 2CrI3 + 21KClO + 8KOH → 2K2CrO4 + 6KIO3 + 21KCl + 4H2O - Pthh của các phản ứng xảy ra 4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2 (1) 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 (2) + Khí B gồm: CO2, SO2, O2, N2; chất rắn C gồm: Fe2O3, FeCO3, FeS2. + C phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng: Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (3) FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + H2O + CO2 (4) FeS2 + H2SO4 → FeSO4 + S↓ + H2S (5) TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT + Khí D gồm: CO2 và H2S; các chất còn lại gồm:FeSO4, Fe2(SO4)3, H2SO4 dư và S, khi tác dụng với KOH dư: 2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O (6) 2KOH + FeSO4 → Fe(OH)2↓ + K2SO4 (7) 6KOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4 (8) + Kết tủa E gồm Fe(OH)2, Fe(OH)3 và S, khi để ra khóng khí thì chỉ cñ phản ứng: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (9) 0,5 Vậy F gồm Fe(OH)3 và S - Nhận xét: So sánh hệ số các chất khí trong (1) và (2) ta thấy: áp suất khí sau phản ứng tăng lên chứng tỏ lương FeCO3 cñ trong hỗn hợp A nhiều hơn FeS2. Gọi a là số mol của FeS2 ⇒ số mol của FeCO3 là 1,5a, ta cñ: 116.1,5a + 120a = 88,2 ⇒ a = 0,3. + Vậy trong A gồm : FeS2 (0,3 mol), FeCO3 (0,45 mol). + Nếu A cháy hoàn toàn thì cần lượng O2 là : (0,45/4 + 11.0,3/4) = 1,03125 mol ⇒ số mol N2 là 4.1,03125 = 4,125 mol ; số mol khóng khí là (1,03125 + 4,125) = 5,15625 mol. 0,5 - Vì hai muối trong A cñ khả năng như nhau trong các phản ứng nên gọi x là số mol FeS2 tham gia phản ứng (1) thì số mol FeCO3 tham gia phản ứng (2) là 1,5x. + Theo (1), (2) và theo đề cho ta cñ : nB = (5,15625 + 0,375x) + Vì áp suất sau phản ứng tăng 1,45% so với áp suất trước khi nung, ta cñ : (5,15625 + 0,375x) = 5,15625. 101,45/100 ⇒ x = 0,2 - Theo các phản ứng (1), ...(9) ta cñ chất rắn F gồm : Fe(OH)3 (0,75 mol) và S (0,1 mol). Vậy trong F cñ %Fe(OH)3 = 96,17% ; %S = 3,83% - B gồm: N2 (4,125 mol), O2 (0,40625 mol), CO2 (0,3 mol), SO2 (0,4 mol) ⇒ MB = 0,5 32. - Khí D gồm CO2 (0,15 mol), H2S (0,1 mol) ⇒ MD = 40. Vậy dD/B = 1,25 Câu 6 1,5 1. Xét cân bằng: CO + H2O ←⎯⎯⎯⎯→CO2 + H2 Trước phản ứng 1 n 0 1 Phản ứng a a a a Sau phản ứng 1-a n-a a 1+a Tổng số mol sau phản ứng : (1-a) + (n-a) + a + (1+a) = n + 2 Kc = [ ][ ] CO H 2 2 = a a (1 ) + [ ][ ] (1 )( ) CO H 20 − − a n a 1 − a(N = n+2) 0,5 2. Vì ta cñ % thể tích CO trong hỗn hợp x= N Khi n = 3 thay N vào Kc, thay số vào, röt gọn 100x2+ 65x – 2 = 0 Giải phương trình: x = 2,94% 3. Muốn x = 1% thay a vào 0,01 1= 0,5 − avà thay tiếp Kc ta cñ phương trình. N 5,04 N2– 12N – 200 = 0 Giải phương trình: N = 7,6 tức n = 5,6 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Vậy để % VCO trong hỗn hợp < 1% thì n phải cñ quan hệ lớn hơn 5,6. 0,5 -----Hết---- Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc ĐỀ ĐỀ XUẤT Câu 1: (2 điểm) ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2013 – 2014 MÔN THI: HÓA HỌC Dành cho học sinh THPT Chuyên Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao đề 1. Sắp xếp các electron cñ số lượng tử n, l, m, s tương ứng với những trường hợp sau theo thứ tự năng lượng giảm dần: A (3, 1, -1,-1/2) B (2, 1, -1, -1/2) C (2, 1, 0, +1/2) D (1, 0, 0, -1/2) E (4, 0, 0, +1/2) F (3, 2, -1, +1/2) 2. Cho các phân tử sau: IF3; POF3; BF3; SiHCl3; O3. Nêu trạng thái lai hña của các nguyên tử trung tâm và vẽ cấu tröc hình học của các phân tử trên. 3. BCl3 cñ thể kết hợp với NH3 tạo ra BCl3NH3. Từ cấu tạo của NH3 và BCl3 hãy giải thích sự hình thành phân tử BCl3NH3. 4. Ở nguyên tử và ion nào các obital 4s, 4p, 4d cñ c÷ng năng lượng. Năng lượng được giải phñng khi các electron của 1 mol nguyên tử ấy di chuyển từ obital 4d xuống obital 3d, cñ thể nâng nhiệt độ của 1 kg nước lên bao nhiêu độ? Biết CP (H2O) = 4,18J.g-1.K-1 Câu 2: (2,0 điểm) TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Tổng số electron trong phân tử XY2 là 38. Tỷ lệ số khối cũng như tỉ lệ số nơtron của nguyên tố Y so với nguyên tố X trong phân tử đều bằng 5,333. 1. Xác định các nguyên tố X, Y và viết cấu hình electron của mỗi nguyên tử. 2. Viết cóng thức cấu tạo của phân tử XY2. Liên kết trong phân tử là ion hay cộng hoá trị, vì sao? 3. Đốt cháy hoàn toàn hợp chất XY2 với oxy rồi hấp thụ hoàn toàn sản phẩm cháy vào một lượng dư dung dịch hỗn hợp NaClO và Na2CO3. Viết các phương trình phản ứng. Câu 3: (2,0 điểm) 1. Cho một ít vụn Cu vào dung dịch gồm CuSO4 0,5M ; FeSO4 1,0 M ; Fe2(SO4)3 0,25M . Cñ cân bằng sau xảy ra: Cu(r) + 2Fe3+  Cu2+ + 2Fe2+ - Hãy cho biết chiều của phản ứng ở 250C ? Tìm hằng số cân bằng của phản ứng? - Thay đổi nồng độ của Fe2+ và Fe3+, tính tỉ lệ tối thiểu 32 + [ ] Fe +để phản ứng đổi chiều? [ ] Fe Cho biết ở 250C cñ 2 3 2 / / E V E V + + + = = 0,34 , 0,77 Cu Cu Fe Fe 2. Cho phản ứng : (CH3)2O(k) ⎯→CH4(k) + CO(k) + H2(k) Khi tiến hành phân hủy đimetyl ete (CH3)2O trong một bình kín ở nhiệt độ 504oC và đo áp suất tổng của hệ, người ta được các kết quả sau: t / giây 0 1550 3100 4650 Phệ / mm Hg 400 800 1000 1100 Dựa vào các kết quả này, hãy: a) Chứng minh rằng phản ứng phân huỷ đimetyl ete là phản ứng bậc một. b) Tính hằng số tốc độ phản ứng ở 504oC. c) Tính áp suất tổng của hệ trong bình và phần trăm lượng (CH3)2O đã bị phân hủy sau 460 giây. Câu 4 (2,0 điểm). 1. Hợp chất X là hiđroxit của kim loại M. Khi X được đun nñng (trong điều kiện khóng cñ khóng khí) thì thu được chất rắn Yvà hỗn hợp khí Z (ở 400K, 1 atm). Hợp chất Y chứa 27,6% oxi về khối lượng. Hỗn hợp khí Z cñ tỉ khối so với He bằng 3,17. a) Xác định cóng thức và tính phần trăm số mol của các khí cñ trong hỗn hợp Z. b) Xác định cóng thức của X và Y. Cho: H = 1; O = 16; Cr = 52; Mn = 55;Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Pb = 207. 2. Phân tích nguyên tố từ tinh thể ngậm nước A một muối tan của kim loại X, người ta thu được bảng số liệu sau : Nguyên tố O S H % khối lượng trong muối 57,38 14,38 3,62 Theo dõi sự thay đổi khối lượng của A khi nung nñng dần lên nhiệt độ cao, người ta thấy rằng trước khi A bị phân hủy hoàn toàn thì A đã mất 32,2% khối lượng. Hòa tan A vào nước được dung dịch B, dung dịch B phản ứng được với hỗn hợp (PbO2, HNO3 nóng) và phản ứng với dung dịch BaCl2 tạo thành kết tủa trắng khóng tan trong dung dịch TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT HCl. Xác định kim loại X, muối A và viết phương trình hña học biểu diễn các phản ứng xảy ra. (Biết : X khóng thuộc họ Latan và khóng phñng xạ). Biết : Cr = 52, Fe = 56, Mn = 55, H = 1, O = 16, Ca = 40, V = 51, Al = 27, S = 32. Câu 5. (2,0 điểm) Haber là một trong số các nhà hoá học cñ đñng gñp quan trọng vào phản ứng tổng hợp amoniac từ khí hiđro và nitơ. Trong thí nghiệm 1 (TN1) tại 472 oC, Haber và cộng sự thu được [H2] = 0,1207M; [N2] = 0,0402M; [NH3] = 0,00272M khi hệ phản ứng đạt đến cân bằng. Trong thí nghiệm 2 (TN2) tại 500 oC, người ta thu được hỗn hợp cân bằng cñ áp suất riêng phần của H2 là 0,733 atm; của N2 là 0,527 atm và của NH3 là 1,73.10-3atm. 1. Phản ứng: 3H2(k) + N2(k) 2NH3 (k) tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Tại sao? 2. Nếu trong TN1, sau khi đạt tới cân bằng hña học, thể tích bình phản ứng bị giảm một nửa thì sẽ diễn ra quá trình gì? Tại sao? Ghi chú: Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn. Họ và tên thí sinh……………………………………SBD…… ……..……….Hết……… TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc ĐỀ ĐỀ XUẤT HƢỚNG DẪN CHẤM 2013 – 2014 MÔN THI: HÓA HỌC 10 Dành cho học sinh THPT Chuyên Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao đề Câu Nội dung Điểm Câu 1 (1,0) 1. A: 3p4; B: 2p4; C: 2p2; D: 1s2; E: 4s1; F: 3d2 - Electron cñ năng lượng thấp nhất khi electron cñ giá trị n nhỏ nhất; - Nếu các electron cñ c÷ng giá trị n thì electron nào cñ tổng (n+l) nhỏ hơn thì cñ năng lượng thấp hơn. Vậy năng lượng của các electron tăng dần theo thứ tự sau: D < B = C < A < F < E 2. Cóng thức phân tử Trạng thái lai hña của Cấu tröc hình học nguyên tử trung tâm IF3 Lai hña sp3dF I F F O POF3 sp3P F F F F BF3 sp2B F F H HSiCl3 sp3Si Cl Cl Cl . . O3 sp2O O O 3. - Nguyên tử B cñ Z=5 nên cñ cấu hình electron ở trạng thái cơ bản là 1s22s22p1. Ở trạng thái kích thích khi liên kết với 3 nguyên tử Cl tạo phân tử BCl3, nguyên tử B cñ 3 electron độc thân: . Như vậy trong phân tử BCl3, nguyên tử B còn một orbital trống. - Nguyên tử N cñ Z=7 nên cñ cấu hình electron ở trạng thái cơ bản là 1s22s22p3, khi liên kết với 3 nguyên tử H tạo phân tử NH3, nguyên tử N sử dụng 3 electron độc thân. Như vậy trong phân tử NH3, nguyên tử N vẫn còn một cặp electron hña trị chưa liên kết: . Cặp electron này của N trong NH3 tạo được liên 0,5 0,5 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT kết cho nhận với orbital trống của B trong phân tử BCl3 tạo thành phân tử BCl3NH3. Cóng thức cấu tạo của BCl3NH3 là Cl H Cl ⎯ B ← N ⎯ H Cl H 4.1. a/ Nguyên tử H và các ion giống H, ở nguyên tử này năng lượng của electron chỉ phụ thuộc vào số lượng tử n − − − 19 1 18 13,6 13,6eV.1,602.10 J.eV 2,18.10 E eV J = − = − = − n 2 2 2 n n n 2. Khi 1 electron di chuyển từ 4d đến 3p năng lượng được giải phñng: 1 1 ΔE= E3 – E4 = 2,18.10-18 (2 2 − ) J 3 4 1 1 Với 1 mol H: ΔE= 2,18. 10-18 NA (2 2 − ) J = 63816,5 J/mol 3 4 Nhiệt lượng này cñ thể nâng nhiệt độ 1kg nước lên: 63816,5 0 Δ = = T 15,25 C 4,184.1000 0,5 Câu 2 (2,0) 1.Gọi số khối là A, số nơtron là N, số proton là P, số electron là E. Khi đñ: nguyên tử X: AX, NX, PX, EX nguyên tử Y: AY, NY, PY, EY Từ đề bài lập các phương trình: + Tổng số electron: EX + 2EY = 38 → PX + 2PY = 38 (a) + Tỷ lệ số khối và số nơtron: 2 AY NY (b) 16 5,333 2 = = = A N 3 X X 2 16 PY (c) + Từ (b) suy ra : 3 = P X + Từ (a) và (c) giải ra được PX= 6 X là cacbon (C) PY=16 Y là lưu huỳnh (S) Cấu hình electron: C: 1s2 2s2 2p2 S: 1s2 2s2 2p6 3s23p4 2. S=C=S Liên kết cộng hoá trị vì độ âm điện của C và S đều là 2,5 3. CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2 CO2 + Na2CO3 + H2O → NaHCO3 SO2 + NaClO + 2Na2CO3 + H2O → Na2SO4 + NaCl + 2NaHCO3 0,5 0,5 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 0,5 Câu 3 (1,5) a) 1. [Cu2+] = [Fe3+]= 0,5M Cu(r) + 2Fe3+  Cu2+ + 2Fe2+0,5 0,77 0,059lg 0,752 E V = + = 3 2 + + Fe Fe / 1 Ta cñ 0,059 0,34 lg0,5 0,331 E V = + = 2 + Cu Cu / 2 Vì 3 2 2 Fe Fe Cu Cu / / E E + + + > nên phản ứng xảy ra theo chiều thuận. 02(0,77 0,34) lg 14,576 nE K− = = =→ K = 3,767.1014 0,059 0,059 + Để đổi chiều phản ứng: 32 + >→ 32 + [ ] 0,77 0,059lg 0,331 Fe [ ] Fe +> 3,6.10-8lần + [ ] Fe [ ] Fe 2. (CH3)2O(k) CH4 (k) + CO(k) + H2(k) to = 0 Po t Po – P P P P ⇒ Ở thời điểm t thì áp suất của cả hệ là: Ph = Po + 2P ⇒ P = (Ph – Po)/2. P(CH ) O= Po – P = o h 3.P - P ⇒ Ở thời điểm t, 3 2 2. Suy ra, ở thời điểm: * t = 0 s thì 3 2 P(CH ) O= 400 mm Hg * t = 1550 s thì 3 2 P(CH ) O= 200 mm Hg * t = 3100 s thì 3 2 P(CH ) O= 100 mm Hg * t = 4650 s thì 3 2 P(CH ) O= 50 mm Hg Vì nhiệt độ và thể tích bình khóng đổi nên áp suất tỉ lệ với số mol khí. Ta nhận thấy, cứ sau 1550 giây thì lượng (CH3)2O giảm đi một nửa. Do đñ, phản ứng phân hủy (CH3)2O là phản ứng bậc 1 với t1/2 = 1550 s. b) Hằng số tốc độ của phản ứng là: k = ln2 / t1/2 = 0,693 / 1550 = 4,47.10-4 s-1. c) Ta cñ: Pt = Po.e-kt = 400.4 − = 325,7 (mm Hg) 4,47.10 .460 e− ⇒ P = Po – Pt = 400 – 325,7 = 74,3 (mm Hg) ⇒ Áp suất của hệ sau 460 giây là: Ph = Po + 2P = 400 + 2.74,3 = 548,6 (mm Hg) Phần trăm (CH3)2O bị phân huỷ = 74,3 400.100% = 18,58 % 0,5 0,5 0,25 0,25 0,5 Câu 4 (2,0) 1. a) Hiđroxit của kimloại M bịphân hủy khi đun nñng theo phương trình: 2M(OH)n(r) →M2On(r) + nH2O (k) Nếu oxit thu được khóng bền thì tiếp theo xảy ra 1 trong 2 khả năng sau: - Khả năng 1: Oxit bị phân hủy tạo ra oxi và sản phẩm mà kim loại cñ số oxi hña 1đ TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT thấp hơn M2On →M2Om + (n-m)/2 O2↑ - Khảnăng 2: Oxit phản ứng với hơi nước làmtăng sốoxi hña của kimloại: M2On + (p-n) H2O →M2Op+ (p-n) H2 Ở 400K và 1 atm,nước ở trạng thái hơi do đñ hỗn hợp Z cñ thể gồm O2 và H2O hoặc gồm H2 và H2O. Theo giả thiết: Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp Z = 3,17.4 = 12,68 gam/mol →hỗn hợp Z gồm H2 và H2O. Gọi % số mol của H2 trong Z là a, cñ phương trình: 2a + 18(100-a) = 12,68.100 →a = 33,33 → tỉ lệ mol của H2 và H2O tương ứng là 1 : 2. b) Đặt cóng thức của Ylà MxOy, theo giả thiết cñ: 16y/Mx = 27,6/(100-27,6) →M = 20,985.(2y/x) với (2y/x) = 1, 2, 8/3, 3,... 2y/x 1 2 8/3 3 4 ... M 20,985 41,971 55,96 62,956 83,942 ... →M = 55,96 ≈56 là Fe và cóng thức của oxit là Fe3O4. Cóng thức của Xphải là Fe(OH)2. Phản ứng: 3Fe(OH)2 → 2Fe3O4 + H2O + H2 2. Theo giả thiết : 3,62 57,38 14,38 n : n : n = : : = 3,59 : 3,59 : 0,448 n : n : n = 8 : 8 : 1 1,008 16 32,06→ H O S H O S Vậy cóng thức đơn giản nhất của A là X(H8O8S)n. % mX trong A = 100% - (3,62 + 57,38 + 14,38)% = 24,62% Với n = 1 →MX = 54,95 (g/mol) →X là Mangan (Mn). Với n = 2 →MX = 109,9 (g/mol) →Khóng cñ kim loại thỏa mãn. Với n ≥3 →MX≥164,9 (g/mol) →X thuộc họ Lantan hoặc phñng xạ (loại). Vậy cóng thức đơn giản nhất của A là MnH8O8S. Mặt khác X phản ứng với dung dịch BaCl2 tạo thành kết tủa khóng tan trong dung dịch HCl, mà trong A cñ 1 nguyên tử S do đñ A là muối sunfat hoặc muối hiđrosunfat : MnH8O4SO4. Khi đun nñng (A chưa bị phân hủy), 32,2% khối lượng A mất đi trong đñ MA = 223,074 (g/mol) → 32,2%. MA = 32,2% . 223,074 = 71,8 (g) ≈ 72 (g) → cñ 4 mol H2O. → % H (trong 4 mol H2O) = 1,008.8 . 100 3,61% 3,62% 223,074= ≈ . Vậy A là muối mangan(II) sunfat ngậm 4 phân tử nước : MnSO4.4H2O PTHH 1đ TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT MnSO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + MnCl2 (1) 2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3→ 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4↓ + 2H2O (2) Câu 5 (2 đ) 1. Tại 472 0C, Kc = 2 23 [NH ] (0,00272) == 0,105 3 3 [H ] .[N ] (0,1207) .(0,0402) 2 2 n 2 K K (RT) 0,105(0,082.(472 273)) p c → = = + = Δ −2,81.10-5; 2 -3 2 p (1,73.10 ) NH Tại 500 0C, Kp = 3 == 1,44.10-5< 2,81.10-5. Nhiệt độ 3 3 p .p (0,733) .(0,527) H N 2 2 tăng, Kp giảm →phản ứng tỏa nhiệt (theo nguyên lí của Lơ Satơlie). 2. Khi V giảm một nửa →nồng độ tăng 2 lần →Qc = 2 (0,00272 . 2) (0,1207 . 2) .(0,0402 . 2)= 3 2,62.10-2< Kc →Cân bằng hoá học chuyển dời sang phải để Qctăng tới Kc. 1đ 1đ Ghi chú: Thí sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚCKỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012- 2013 ĐỀ CHÍNH THỨC Câu 1. ĐỀ THI MÔN: HÓA (Dành cho học sinh THPT không chuyên) Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề 1. Cñ 5 lọ hña chất khác nhau, mỗi lọ chứa một dung dịch của một trong các hña chất sau: NaOH, HCl, H2SO4, BaCl2, Na2SO4. Chỉ được d÷ng thêm phenolphtalein (các điều kiện và dụng cụ thí nghiệm cñ đủ), hãy trình bày phương pháp hña học nhận biết 5 hña chất trên và viết các phương trình phản ứng xảy ra (nếu cñ). 2. Chọn 7 chất rắn khác nhau mà khi cho mỗi chất đñ tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nñng, dư đều cho sản phẩm là Fe2(SO4)3, SO2 và H2O. Viết các phương trình hña học. Câu 2. 1. Cân bằng các phản ứng sau bằng phương pháp thăng bằng electron: a) Cr2S3 + Mn(NO3)2 + K2CO3 → K2CrO4 + K2SO4 + K2MnO4 + NO + CO2 b) P + NH4ClO4 → H3PO4 + N2 + Cl2 + H2O c) FexOy + HNO3 → Fe(NO3)3 + NnOm + H2O 2. Những thay đổi nào cñ thể xảy ra khi bảo quản lâu dài trong bình miệng hở các dung dịch sau đây: (a) axit sunfuhiđric, (b) axit bromhiđric. Câu 3. 1. Tính khối lượng riêng của Natri theo g/cm3. Biết Natri kết tinh ở mạng tinh thể lập phương tâm khối, cñ bán kính nguyên tử bằng 0,189 nm, nguyên tử khối bằng 23 và độ đặc khít của mạng tinh thể lập phương tâm khối là ρ = 68%. 2. Đun nñng m gam hỗn hợp Cu và Fe cñ tỉ lệ khối lượng tương ứng 7:3 với một lượng dung dịch HNO3. Khi các phản ứng kết thöc, thu được 0,75m gam chất rắn, dung dịch Y và 5,6 lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm NO và NO2 (khóng cñ sản phẩm khử khác của +5 N). Biết lượng HNO3 đã phản ứng là 44,1 gam. Hỏi có cạn dung dịch Y thu được bao nhiêu gam muối khan? Câu 4. 1. ClO2 là hoá chất được d÷ng phổ biến trong cóng nghiệp. Thực nghiệm cho biết: a) Dung dịch loãng ClO2 trong nước khi gặp ánh sáng sẽ tạo ra HCl, HClO3. b) Trong dung dịch kiềm (như NaOH) ClO2 nhanh chñng tạo ra hỗn hợp muối clorit và clorat. c) ClO2 được điều chế nhanh chñng bằng cách cho hỗn hợp KClO3, H2C2O4 tác dụng với H2SO4 loãng (biết phản ứng giải phñng CO2). d) Trong cóng nghiệp ClO2 được điều chế bằng cách cho NaClO3 tác dụng với SO2 cñ mặt H2SO4 4M. Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra và chỉ rõ chất oxi hña, chất khử (cñ giải thích) trong các phản ứng oxi hña – khử. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2. Hòa tan hoàn toàn 25 gam một cacbonat kim loại bằng dung dịch HCl 7,3% (vừa đủ) thu được dung dịch muối cñ nồng độ phần trăm là 10,511%. Khi làm lạnh dung dịch này thấy thoát ra 26,28 gam muối rắn A và nồng độ phần trăm của muối trong dung dịch còn lại là 6,07%. Xác định cóng thức của muối A? Câu 5. Hòa tan hoàn toàn m gam oxit MO (M là kim loại) trong 78,4 gam dung dịch H2SO4 6,25% (loãng) thì thu được dung dịch X trong đñ nồng độ H2SO4 còn dư là 2,433%. Mặt khác, khi cho CO dư đi qua m gam MO nung nñng, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp khí Y. Cho Y qua 500 ml dung dịch NaOH 0,1M thì chỉ còn một khí duy nhất thoát ra, trong dung dịch thu được cñ chứa 2,96 gam muối. 1. Xác định kim loại M và tính m. 2. Cho x gam Al vào dung dịch X thu được ở trên, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 1,12 gam chất rắn. Tính x? -------------Hết----------- Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh:……….………..…….…….….….; Số báo danh………………. SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013 (Đáp án có 04 trang) I. LƢU Ý CHUNG: ĐÁP ÁN MÔN: HÓA (Dành cho học sinh THPT không chuyên) - Hướng dẫn chấm chỉ trình bày một cách giải với những ý cơ bản phải cñ. Khi chấm bài học sinh làm theo cách khác nếu đöng và đủ ý thì vẫn cho điểm tối đa. - Điểm toàn bài tính đến 0,25 và khóng làm tròn. II. ĐÁP ÁN: Câu Ý Nội dung trình bày Điểm 1 1 1,0 điểm 1.Lấy một lượng vừa đủ mỗi mẫu hña chất cho vào các ống nghiệm riêng biệt rồi đánh số thứ tự. Nhỏ từ từ dung dịch phenolphtalein vào các ống nghiệm chứa các hña chất nñi trên, + Nếu ống nghiệm nào hña chất làm phenolphtalein từ khóng màu chuyển màu hồng là NaOH + Ống nghiệm còn lại khóng cñ hiện tượng gì là HCl, H2SO4, BaCl2 và Na2SO4. Nhỏ từ từ và lần lượt vài giọt dung dịch cñ màu hồng ở trên vào 4 ống nghiệm còn lại. + Ống nghiệm nào làm mất màu hồng là các dung dịch axit HCl và H2SO4.(Nhñm I) 0,25 0,25 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2 2 1 + Ống nghiệm nào khóng làm mất màu hồng là dung dịch muối BaCl2 và Na2SO4. (Nhñm II). PTHH: NaOH + HCl ⎯⎯→NaCl + H2O 2NaOH + H2SO4⎯⎯→Na2SO4 + H2O Nhỏ một vài giọt dung dịch của một dung dịch ở nhñm I vào hai ống nghiệm chứa dung dịch nhñm II + Nếu khóng cñ hiện tượng gì thì hña chất đñ là HCl. Chất còn lại của nhñm I là H2SO4. Nhỏ dung dịch H2SO4 vào hai ống nghiệm chứa hña chất nhñm II - Nếu thấy ống nghiệm nào kết tủa trắng thì ống nghiệm đñ chứa dung dịch BaCl2. 0,5 - Ống nghiệm còn lại khóng cñ hiện tượng gì đñ là hña chất Na2SO4 + Nếu thấy ống nghiệm nào cñ kết tủa ngay thì dung dịch ở nhñm I là hña chất H2SO4, ống nghiệm gây kết tủa BaCl2, ống nghiệm còn lại khóng gây kết tủa chứa hña chất Na2SO4. Hña chất còn lại ở nhñm I là HCl. PTHH: H2SO4 + BaCl2 ⎯⎯→BaSO4 ( kết tủa trắng) + 2HCl 1,0 điểm Các chất rắn cñ thể chọn: Fe;FeO;Fe3O4;Fe(OH)2;FeS;FeS2;FeSO4 Các pthh : 2Fe + 6H2SO4(đặc) 0 ⎯⎯→t Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 2FeO + 4H2SO4(đặc) 0 ⎯⎯→t Fe2(SO4)3+SO2+ 4H2O 2Fe3O4 + 10H2SO4(đặc) 0 ⎯⎯→t3 Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O 1,0 2Fe(OH)2 + 4H2SO4(đặc) 0 ⎯⎯→t Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O 2FeS + 10H2SO4(đặc) 0 ⎯⎯→t Fe2(SO4)3 + 9SO2 + 10H2O 2FeS2 + 14H2SO4(đặc) 0 ⎯⎯→t Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O 2FeSO4 + 2H2SO4(đặc) 0 ⎯⎯→t Fe2(SO4)3 + SO2+ 2H2O 1,5 điểm a) Cr2S3 + Mn(NO3)2 + K2CO3 →K2CrO4 + K2SO4 + K2MnO4 + NO + CO2 Cr2S3→2Cr+ 6 + 3S+ 6 + 30e │x 1 0,5 Mn+2 + 2N+5 + 2e→ Mn+ 6 + 2N+2 │x 15 Cr2S3 +15Mn(NO3)2 + 20K2CO3→2K2CrO4 + 3K2SO4 +15K2MnO4+30NO + 20CO2 b) P + NH4ClO4 → H3PO4 + N2 + Cl2 + H2O 0,5 2N-3+ 2Cl+7 + 8e →N20 + Cl20 x 5 P0→ P+ 5 + 5e x 8 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 10NH4ClO4 + 8P→8H3PO4 + 5N2 + 5Cl2 + 8H2O c) FexOy + HNO3 →Fe(NO3)3 + NnOm + H2O xFe+2y/x →xFe+ 3 + (3x – 2y)e (5n – 2m) nN+ 5 + (5n – 2m)e → nN+ 2m/n (3x – 2y) (5n – 2m)FexOy + (18nx – 6mx – 2ny)HNO3 → → x(5n – 2m)Fe(NO3)3 + (3x – 2y)NnOm + (9nx – 3mx – ny)H2O 0,5 2 0,5 điểm (a) Vẩn đục của kết tủa lưu huỳnh: H2S + 1/2O2 → H2O + S↓ (b) Dung dịch cñ màu vàng nhạt: 1/2O2 + 2HBr → H2O + Br2 0,25 0,25 3 1 0,5 điểm 1. Thể tích của một nguyên tử natri trong tinh thể: 4 7 3 23 3 .3,14.(0,189.10 cm) 2,83.10 cm − − = 3 ⇒Khối lượng riêng của natri: 23.68 0,92g / cm 3 6,022.10 .2,83.10 .100 −≈ 23 23 1,5 điểm 0,5 2 Trong m gam cñ: 0,7m gam Cu và 0,3m gam Fe Khối lượng kim loại phản ứng: m- 0,75m = 0,25m <0,3m ⇒Fe phản ứng một phần và dư, Cu chưa phản ứng. Do đñ dung dịch Y chỉ chứa muối Fe2+ Sơ đồ phản ứng: Fe + HNO3 → Fe(NO3)2 + NO + NO2 + H2O Áp dung ĐLBT cho nitơ: 44 1 0 25 5 6 2 , , m , = + ⇒m=50,4 gam 63 56 22 4 , Vậy khối lượng muối trong dung dịch Y là: 0 25 50 4180 40 5 , . ,= , gam 56 1,0 điểm 0,5 1,0 4 1 a) 6ClO2 + 3H2O → HCl + 5HClO3 ClO2 vừa là chất oxi hña, vừa là chất khử vì Cl+4 vừa tăng lên +5, vừa giảm xuống -1 b)2ClO2 + 2NaOH → NaClO2 + NaClO3 + H2O ClO2 vừa là chất oxi hña, vừa là chất khử vì Cl+4 vừa tăng lên +5, vừa giảm xuống +3) c) 2KClO3 + H2C2O4 + 2H2SO4 → 2ClO2 + 2KHSO4 + 2CO2 + 2H2O KClO3 là chất oxi hña (vì chứa Cl+5 giảm xuống Cl+4) H2C2O4 là chất khử (vì chứa C+3 tăng lên C+4) d) 2NaClO3 + SO2 + H2SO4 → 2ClO2 + 2NaHSO4 NaClO3 là chất oxi hña (vì chứa Cl+5 giảm xuống Cl+4) SO2 là chất khử (vì chứa S+4 tăng lên S+6) 0,25 0,25 0,25 0,25 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2 1,0 điểm * Phương trình phản ứng: M2(CO3)x + 2xHCl →2MClx + xH2O + xCO2 Xét số mol: 1 2x 2 x 2 71 % ' = M x + Ta cñ: .100% 10,511% C m =M x x x 2 60 2 .36,5: 0,073 44 + + − <=> M=20x Nghiệm ph÷ hợp: x = 2; M = 40; kim loại là Ca. 0,5 * Phương trình: CaCO3 + 2HCl →CaCl2 + H2O + CO2 0,25mol →0,25mol 0,25.111= Khối lượng dd sau phản ứng: .100 264g 10,511 Khối lượng dd sau làm lạnh: 264 -26,28=237,72g Đặt cóng thức của A là CaCl2.nH2O 26,28+ 237,72.0,0607 Số mol của CaCl2 ban đầu = 0,25mol = 111 + n=> n = 6 111 18 => CT của A là CaCl2.6H2O 1,5 điểm 0,5 5 1 78,4.6,25 n 0,05 (mol) = = Gọi nMO = a mol H SO 2 4( bd ) 100.98 - Hòa tan MO vào dd H2SO4 loãng: MO + H2SO4 MSO4 + H2O ⎯⎯→ mol: a a a => n (0,05 a) mol = − H SO 2 4(du ) m (M 16)a 78,4 (gam) ddsau pu = + + m (M 16)a m (gam) MO = + = Ta cñ %(H SO ) 2 4(du)98.(0,05 - a).100 C = = 2,433(%) (M+16)a + 78,4(I) - Khử MO bằng CO dư o MO + CO M + CO2 ⎯⎯→t a a a a Vậy hỗn hợp Y gồm CO2 và CO dư - Cho Y qua dd NaOH cñ nNaOH = 0,5.0,1= 0,05 (mol) mà chỉ còn một khí thoát ra thì đñ là CO, vậy CO2 đã phản ứng hết. Phản ứng cñ thể xảy ra: CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O ⎯⎯→ k 2k k CO2 + NaOH NaHCO3 ⎯⎯→ t t t => mmuối = 106k + 84t = 2,96 (II) 0,5 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT TH1: Nếu NaOH dư thì t = 0 ( khóng cñ muối axít) => a = k = 0,028. Thay vào (I) ta được M = 348,8 (loại) TH2: Nếu NaOH hết 2k + t = 0,05 (III) Từ (II) và (III) => k = 0,02 t = 0,01 => n a 0,03 (mol) = = CO2 Thay vào (I) được M = 56 => đñ là Fe và m = (56 + 16).0,03 = 2,16 (g) 0,5 2 0,5 điểm Dung dịch X gồm: FeSO4 ( 0,03 mol) H2SO4 dư ( 0,02 mol) Khi cho Al vào, phản ứng hoàn toàn mà cñ 1,12 g chất rắn => H2SO4 đã hết 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 ⎯⎯→ 0,04/3 0,02 ← 2Al + 3FeSO4 Al2(SO4)3 + 3Fe ⎯⎯→ 2b/3 b b Khối lượng Fe trong dd X : 56.0,03 = 1,68 (g) > 1,12 (g) => FeSO4 còn dư thì Al hết. 11,2 b 0,02 Vậy = = 56 0,04 0,04 0,08 n (mol) = + = => Al 3 3 3 0,08 => x = 27. = 0,72 (g) 3 0,5 ---------- Hết ---------- TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC ------------------- ĐỀ CHÍNH THỨC Bài 1 (1,5 điểm). KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT) (Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề) Cho hợp chất X cñ dạng AB2, cñ tổng số proton trong X bằng 18 và cñ các tính chất sau: X + O20 ⎯⎯→tY + Z X + Y ⎯⎯→A + Z X + Cl2⎯⎯→A + HCl 1) Xác định X và hoàn thành các phương trình phản ứng. 2) Viết các phương trình phản ứng xảy ra (nếu cñ) khi cho X lần lượt tác dụng với: dung dịch nước clo; dung dịch FeCl3; dung dịch Cu(NO3)2; dung dịch Fe(NO3)2 Bài 2 (1,0 điểm). X và Y là các nguyên tố thuộc phân nhñm chính, đều tạo hợp chất với hiđro cñ dạng RH (R là kí hiệu của nguyên tố X hoặc Y). Gọi A và B lần lượt là hiđroxit ứng với hña trị cao nhất của X và Y. Trong B, Y chiếm 35,323% khối lượng. Trung hòa hoàn toàn 50 gam dung dịch A 16,8% cần 150 ml dung dịch B 1M. Xác định các nguyên tố X và Y. Bài 3 (1,0 điểm). Hỗn hợp A gồm Cu và Fe trong đñ Cu chiếm 70% về khối lượng. Cho m gam A phản ứng với 0,44 mol HNO3 trong dung dịch, thu được dung dịch B, phần rắn C cñ khối lượng 0,75m (gam) và 2,87 lít hỗn hợp khí NO2 và NO đo ở (1,2 atm, 270C). Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn, trong B khóng cñ muối amoni. Tính khối lượng muối trong dung dịch B và tính khối lượng m. Bài 4 (1,5 điểm). 1) Cho 29,6 gam hỗn hợp gồm Cu và Fe tác dụng với oxi khóng khí, sau phản ứng thu được 39,2 gam hỗn hợp A gồm ( CuO, FeO, Fe2O3 và Fe3O4). Hòa tan hoàn toàn A trong dung dịch H2SO4 loãng, dư. a) Tính số mol H2SO4 đã tham gia phản ứng b) Tính khối lượng muối sunfat thu được. 2) Khử hoàn toàn 2,552 gam một oxit kim loại cần 985,6 ml H2(đktc), lấy toàn bộ lượng kim loại thoát ra cho vào dung dịch HCl dư thu được 739,2 ml H2(đktc). Xác định cóng thức của oxit kim loại đã d÷ng? Bài 5 (1,0 điểm). Hoàn thành các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron. a) FeS2 + H2SO4 (đ)0 ⎯⎯→tFe2(SO4)3 + SO2 + H2O b) Mg + HNO3 ⎯⎯→Mg(NO3)2 + N2O + N2 + NH4NO3 + H2O (biết tỉ lệ mol của N2O : N2 : NH4NO3 là 1 : 1 : 1) c) Fe3O4 + HNO3⎯⎯→NxOy + … d) Al + NaNO3 + NaOH + H2O ⎯⎯→NaAlO2 + NH3 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Bài 6 (1,5 điểm). Sục Cl2 vào dung dịch KOH loãng thu được dung dịch A, hòa tan I2 vào dung dịch KOH loãng thu được dung dịch B (tiến hành ở nhiệt độ phòng). 1) Viết phương trình hña học xảy ra. 2) Viết phương trình hña học xảy ra khi cho lần lượt các dung dịch: hỗn hợp HCl và FeCl2, Br2, H2O2, CO2 vào dung dịch A (khóng cñ Cl2 dư, chỉ chứa các muối). Bài 7 (1,5 điểm) a) Cho 2,25 gam hỗn hợp A gồm Al, Fe, Cu tác dụng với dung dịch HCl dư, sau khi phản ứng kết thöc thu được 1344 ml (đktc) khí và còn lại 0,6 gam chất rắn khóng tan. Tính % khối lượng mỗi kim loại trong A. b) Hấp thụ hoàn toàn 1,344 lít SO2 ( đktc) vào 13,95 ml dung dịch KOH 28%, cñ khối lượng riêng là 1,147g/ml. Hãy tính nồng độ phần trăm các chất cñ trong dung dịch sau phản ứng Bài 8 (1 điểm). Khi thêm 1 gam MgSO4 khan vào 100 gam dung dịch MgSO4 bão hoà ở 200C, thấy tách ra một tinh thể muối kết tinh trong đñ cñ 1,58 gam MgSO4. Hãy xác định cóng thức của tinh thể muối ngậm nước kết tinh. Biết độ tan cuả MgSO4 ở 200C là 35,1 gam trong 100 gam nước. _________Hết________ Họ và tên thí sinh .......................................Số báo danh................................... Giám thị coi thi không giải thích gì thêm SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2011- 2012 HƢỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT ) Bài 1 1,5đ 1. Từ pu: X + Cl2⎯⎯→A + HCl => trong X cñ hidro, PX = 18 => X là H2S Các phản ứng: 2H2S + 3O20 ⎯⎯→t2SO2 + 2H2O 2H2S + SO2⎯⎯→3S + 2H2O H2S + Cl2⎯⎯→2HCl + S 2. các phương trình phản ứng. H2S + 4Cl2 + 4H2O ⎯⎯→8HCl + H2SO4 H2S + 2FeCl3⎯⎯→2FeCl2 + 2HCl + S H2S + Cu(NO3)2⎯⎯→CuS + 2HNO3 H2S + Fe(NO3)2⎯⎯→khóng phản ứng 0,5 0,5 0,5 Bài 2 Hợp chất với hiđro cñ dạng RH nên Y cñ thể thuộc nhñm IA hoặc VIIA. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 1,0 đ Trường hợp 1 : Nếu Y thuộc nhñm IA thì B cñ dạng YOH 0,25 Y= ⇒ =(loại do khóng cñ nghiệm thích hợp) 35,323 Ta cñ : Y 9,284 17 64,677 Trường hợp 2 : Y thuộc nhñm VIIA thì B cñ dạng HYO4 Y= ⇒ =, vậy Y là nguyên tố clo (Cl). 35,323 Ta cñ : Y 35,5 65 64,677 0,25 B (HClO4) là một axit, nên A là một bazơ dạng XOH 16,8 mA = × = 100 50gam 8,4gam 0,5 Bài 3 XOH + HClO4 → XClO4 + H2O ⇒n n 0,15L 1mol / L 0,15mol A HClO4 = = × = 8,4gam M 17gam / mol X + = ⇒0,15mol ⇒ MX = 39 gam/mol, vậy X là nguyên tố kali (K). Ta cñ mC = 0,75m (gam) > 0,7m (gam) 1,0đ Bài 4 1,5đ ⇨ trong C cñ Fe dư ⇨ HNO3 hết, trong B chỉ chứa muối Fe(NO3)2 PT: Fe + 4HNO3 ⎯⎯→Fe(NO3)3 + NO + 2H2O Fe + 6HNO3 ⎯⎯→Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Fe + 2Fe(NO3)3⎯⎯→3Fe(NO3)2 Ta cñ : 2,87.1,2 0,14( ) 0,082.(273 27) hh n mol = = + ⇨ số mol HNO3 tạo muối = 0,44 – 0,14 = 0,3 (mol) ⇨3 2 e(NO ) 0,15( ) F n mol = ⇨ Khối lượng muối trong B = 0,15.180 = 27 (gam) ⇨ nFe (pu) = 0,15 (mol) => mFe(pu) = 0,15.56 = 8,4 (gam) 8,4.100 33,6( ) m gam = = 25 1.a. Sơ đồ các quá trình phản ứng Kim loại + Oxi ⎯⎯→(hỗn hợp oxit ) + axit ⎯⎯→muối + H2O Từ quá trình trên => số mol H2SO4 phản ứng = số mol oxi trong oxit Theo bài ta cñ: moxi = 39,2 – 29,6 = 9,6(g) => 9,6 0,6( ) n mol = = 16 O => số mol H2SO4 phản ứng = 0,6 (mol) b. Khối lượng muối = khối lượng kim loại + khối lượng gốc sunfat => mm = 29,6 + 96. 0,6 = 87,2 (g) 2. Gọi cóng thức của oxit cần tìm là MxOy 0,25 0,25 0,5 0,25 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Phương trình phản ứng. MxOy + yH2 ⎯⎯→xM + yH2O (1) 985,6 0,044( ) n mol = = 22,4.1000 H 2 Theo định luật bảo toàn khối lượng => khối lượng kim loại = 2,552 + 0,044.2 – 0,044.18 = 1,848(g) 0,25 Khi M phản ứng với HCl 2M + 2nHCl ⎯⎯→2MCln + nH2 (2) 739,2 0,033( ) n mol = = 22,4.1000 H 2 (2) => 1,848. 2.0,033 n M= => M = 28n Với n là hña trị của kim loại M Chỉ cñ n = 2 với M = 56 (Fe) là thỏa mãn Theo (1) x n M 0,033 3 = = = y n H 0,044 4 2 0,5 Bài 5 => oxit cần tìm là Fe3O4 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron. 1,0đ a) 2 FeS2Fe+3 + 2S+4 + 11e 11 S+6 + 2e S+4 2FeS2 + 11S+6 2Fe+3 + 15S+4 Cân bằng 2FeS2 + 14 H2SO4 (đ)0 0,25 ⎯⎯→tFe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O b) +1 0 -3 5N+5 + 26e N2O +N2 + NH4+ 1 0 Mg Mg+2 + 2e 13 0,25 Cân bằng: 13Mg + 32HNO3 ⎯⎯→13Mg(NO3)2 + N2O + N2 + NH4NO3 + 14 H2O c) (5x-2y) 1 Fe3O4 3Fe+3 + 1e +2y/x xN+5 + (5x-2y)e NxOy (5x-2y) Fe3O4 + (46x-18y)HNO3⎯⎯→NxOy + (15x-6y)Fe(NO3)3 + (23x 9y)H2O d) 0,25 8 3 Al Al+3 + 3e N N+5 -3 + 8e TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O ⎯⎯→8NaAlO2 + 3NH3 0,25 Bài 6 1,5đ Bài 7 1,5đ a) Ở nhiệt độ thường: 2KOH + Cl2 → KCl + KClO + H2O 0,5 6KOH + 3I2 → 5KI + KIO3 + 3H2O (Trong mói trường kiềm tồn tại cân bằng : 3XO- ⇌X-+ XO3− Ion ClO phân hủy rất chậm ở nhiệt độ thường và phân hủy nhanh khi đun nñng, ion IO phân hủy ở tất cả các nhiệt độ). b) Các phương trình hña học : Ion ClO cñ tính oxi hña rất mạnh, thể hiện trong các phương trình hña học: 0,25 - Khi cho dung dịch FeCl2 và HCl vào dung dịch A cñ khí vàng lục thoát ra và dung dịch từ khóng màu chuyển sang màu vàng nâu : 2FeCl2 + 2KClO + 4HCl → 2FeCl3 + Cl2 + 2KCl + 2H2O 0,25 - Khi cho dung dịch Br2 vào dung dịch A, dung dịch brom mất màu : Br2 + 5KClO + H2O → 2HBrO3 + 5KCl 0,25 - Khi cho H2O2 vào dung dịch A, cñ khí khóng màu, khóng m÷i thoát ra: H2O2 + KClO → H2O + O2 + KCl 0,25 - khi cho CO2 vào A CO2 + KClO3 + H2O ⎯⎯→KHCO3 + HClO 1) Ptpư: 2Al + 6HCl ⎯⎯→2AlCl3 + 3H2 Fe + 2HCl ⎯⎯→FeCl2 + H2 Cu + HCl ⎯⎯→khóng phản ứng 0,25 => 0,6 gam chất rắn còn lại chính là Cu: Gọi x, y lần lượt là số mol Al, Fe Ta cñ: 3x + 2y = 2.0,06 = 0,12 27x + 56 y = 2,25 – 0,6 = 1,65 => x = 0,03 (mol) ; y = 0,015 (mol) 0,5 => 0,6 % .100% 26,67% Cu = =; 56.0,015 % e= .100% 37,33% 2,25 2) 21,344 0,06( ) F =; %Al = 36% 2,25 22,4 SO n mol = =; m (dd KOH) = 13,95.1,147 = 16 (gam) => mKOH = 0,28.16 = 4,48 (gam)=> nKOH = 0,08 (mol)=> n 1 2 < < K OH n SO 2 0,25 => tạo ra hỗn hợp 2 muối: KHSO3: 0,04 (mol) và K2SO3: 0,02 (mol) TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Khối lượng dung dịch sau pu = 16 + 0,06.64 = 19,84 gam => 30,04.120 %( SO ) .100% 24,19% C KH = = 19,84 0,02.158 %( SO ) .100% 15,93% C K = =0,5 2 3 19,84 Bài 8 1,0đ Đặt cóng thức của tinh thể ngậm nước tách ra là MgSO4.nH2O Trong 120 + 18n gam MgSO4.nH2O cñ 120 gam MgSO4 và 18n gam H2O 1,58 gam 0,237n gam Khối lượng các chất trong 100 gam dung dịch bão hoà: 100.100 =+= 74,02 gam m35,1 100 H O2 100.35,1 =+= 25,98 gam m35,1 100 MgSO4 Khối lượng các chất trong dung dịch sau khi kết tinh: m = 74,02 – 0,237n gam H O2 m= 25,98 + 1 – 1,58 = 25,4 gam MgSO4 Độ tan: s = 25,4 .100 74,02 0,237n −= 35,1. Suy ra n = 7. Vậy cóng thức tinh thể ngậm nước kết tinh là MgSO4.7H2O 0,25 0,25 0,25 0,25 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC ----------------- ĐỀ CHÍNH THỨC Câu 1 (2,0 điểm) KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên ) (Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề) Hỗn hợp X (gồm FeS ; FeS2 ; CuS) tan vừa hết trong dung dịch chứa 0,33 mol H2SO4 đặc nñng, sinh ra 0,325 mol khí SO2 và dung dịch A . Nhöng 1 thanh Fe nặng 50 gam vào dung dịch A, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn nhấc thanh Fe ra làm khó, cân nặng 49,48 gam và còn lại dung dịch B . 1) Viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2) Xác định % khối lượng của hỗn hợp X.(Coi khối lượng Cu bị đẩy ra bám hết vào thanh Fe) 3) Cho dung dịch B phản ứng với dung dịch HNO3 đặc dư thu được khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch C. Xác định khoảng giá trị của khối lượng muối cñ trong dung dịch C? Câu 2 ( 1,0 điểm ) Nếu ta biểu diễn cóng thức hña học của các oxi axit là XOm(OH)n thì khi m = 0, các axit kiểu X(OH)n là những axit yếu; khi m = 1, các axit cñ dạng XO(OH)n là axit trung bình; còn khi m > 1 là các axit mạnh. Hãy chỉ ra 3 chất trong mỗi trường hợp. Câu 3 (2,0 điểm) Chất lỏng A trong suốt, khóng màu, và cñ 8,3% hiđro; 59,0% oxi còn lại là clo theo khối lượng. Khi đun nñng A đến 1100C thấy tách ra khí X đồng thời khối lượng giảm đi 16,8% khi đñ chất lỏng A trở thành chất lỏng B. Khi làm lạnh A ở dưới 00C, thoạt đầu tách ra tinh thể Y khóng chứa clo, còn khi làm lạnh chậm ở nhiệt độ thấp hơn nữa sẽ tách ra tinh thể Z chứa 65% clo về khối lượng. Khi làm nñng chảy tinh thể Z cñ thoát ra khí X. 1) Cho biết cóng thức của A, B, X, Y, Z. 2) Giải thích vì sao khi làm nñng chảy Z cñ thoát ra khí X. (Biết trong A chỉ chứa 1 nguyên tử clo) Câu 4 (2,0 điểm). Đối với phản ứng thuận nghịch trong pha khí 2 SO2 + O2 0t xt , 2 SO3 1) Người ta cho vào bình kín thể tích khóng đổi 3,0 lít một hỗn hợp gồm 0,20 mol SO3 và 0,15 mol SO2. Cân bằng hña học được thiết lập tại 25oC và áp suất chung của hệ là 3,20 atm. Xác định % thể tích của oxi trong hỗn hợp cân bằng. 2) Cũng ở 25oC, người ta cho vào bình trên y mol khí SO3. Ở trạng thái cân bằng thấy cñ 0,105 mol O2. Tính tỉ lệ SO3 bị phân hủy, thành phần % thể tích của hỗn hợp khí và áp suất chung của hệ. Câu 5 (1,0 điểm) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau: 1) MgCl2 + Na2S + H2O ⎯⎯→ TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2) AlCl3 + KI + KIO3 + H2O ⎯⎯→ 3) NaClO + PbS ⎯⎯→ 4) NH3 + I2 tinh thể ⎯⎯→ Câu 6 (2,0 điểm) Một nguyên tố X cñ thể tạo được nhiều oxit axit. Lấy muối natri của axit cñ chứa X phân tích thì thấy: Muối % Na %X %O %H 1 32,4 21,8 45,1 0,7 2 20,7 27,9 50,5 0,9 Xác định cóng thức phân tử, viết cóng thức cấu tạo các muối trên ? _________Hết____________ Họ và tên thí sinh .................................................SBD...................................phòng thi............. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2011-2012 HƢỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên ) Câu 1 2,0đ 1. Pt: 2 FeS + 20H++ 7 SO42- ⎯⎯→2Fe3+ + 9 SO2 + 10H2O x 10x x 9x/2 2FeS2 + 28H++ 11SO42- ⎯⎯→2Fe3+ + 15 SO2 + 14H2O y 14y y 15y/2 CuS + 8H++ 3SO42- ⎯⎯→Cu2+ + 4 SO2 + 4H2O z 8z z 4z 0,5 Ta cñ: 10x + 14y + 8z = 0,33. 2 (1) 9x/2 + 15y/2 + 4z = 0,325 (2) Dd thu được gồm Fe3+ ( x + y) mol và Cu2+ z mol Cho Fe vào cñ pt: Fe + 2Fe3+ -> 3Fe2+ (x+ y)/2 (x+y) 3(x+y)/2 Fe + Cu2+ -> Fe2+ + Cu z z z z 28x + 28y - 8z = 0,52 (3) Từ (1), (2), (3) x= 0,02; y= 0,01 ; z = 0,04 Khối lượng hỗn hợp = 6,8 g TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 0,5 2. % m FeS = 25,88% ; %m FeS2 = 17,65%; %m CuS = 56,47% Dd B : Số mol FeSO4 = 3(x+y)/2 + z = 0,085mol FeSO4 +4 HNO3⎯⎯→ Fe(NO3)3 + NO2+ H2SO4 +H2O 0,085 0,085 mol => m = 20,57 g 0,5 3FeSO4 + 6HNO3⎯⎯→ Fe(NO3)3 + 3NO2+ Fe2(SO4)3+3H2O 0,085 0,085/3 0,085/3 = > m = 0,085/3.( 400+ 242) = 18,19g 3. Vậy khối lượng của muối 18,19 ≤ m ≤20,57g 0,5 Câu 2 1,0 đ Câu 3 2,0đ Câu 4 Khi m = 0, ta cñ axit kiểu HXO. Ví dụ: HClO, HBrO, H3PO3 (Ka = 10–9,2) là 0,5 những axit yếu. Khi m = 1, ta cñ axit kiểu HClO2, H2SO3, H3PO4 hoặc (HNO2, H2CO3) là những axit trung bình. (tuy nhiên H2CO3 là axit khá yếu Ka = 10–6,3) Khi m > 1, ta cñ axit kiểu HClO3, HNO3, HClO4 (hoặc H2SO4, HMnO4) là 0,5 những axit mạnh. 1) Đặt tỉ lệ số nguyên tử H: O : Cl trong A là a : b : c. Ta cñ (8,3 / 1): (59 / 16): (32,7 / 35,5)= 8,3 : 3,69: 0,92 = 9 : 4 : 1 0,5 ⇒ A cñ cóng thức H9O4Cl. - Cñ thể suy ra chất lỏng A là dung dịch của HCl trong H2O với tỉ lệ mol là 1 : 4 với C% HCl = 36,5.100% / (36,5 +18. 4) = 33,6%. - Khi tăng nhiệt độ sẽ làm giảm độ tan của khí, hợp chất X thoát ra từ A là khí hiđro clorua HCl. 0,5 - Do giảm HCl ⇒ C% HCl còn lại =(33,6 – 16,8).100% / ( 100 – 16,8) = 20,2% ⇒ chất lỏng B là dung dịch HCl nồng độ 20,2%. (Dung dịch HCl ở nồng độ 20,2% là hỗn hợp đồng sôi, tức là hỗn hợp có thành phần và nhiệt độ sôi xác định) - Khi làm lạnh dung dịch HCl ở dưới 00C cñ thể tách ra tinh thể nước đá Y, 0,5 - Khi làm lạnh ở nhiệt độ thấp hơn tách ra tinh thể Z là HCl.nH2O. - Tinh thể Z cñ khối lượng mol phân tử là 35,5/0,65= 54,5 g/mol ⇒ thành phần tinh thể Z là HCl.H2O. 0,5 2) Khi làm nñng chảy Z tạo ra dung dịch bão hòa HCl nên cñ một phần HCl thoát ra. 2,0đ1. Xét 2 SO2 + O2 2 SO3 (1) ban đầu 0,15 0,20 löc cbhh ( 0,15 + 2z) z (0,20 – 2z) Tổng số mol khí löc cbhh là n1 = 0,15 + 2z + z + 0,20 – 2z = 0,35 + z Từ pt trạng thái: P1V = n1RT → n1 = P1V / (RT) = 3,2.3/(0,082.298) = 0,393 => z = 0,043. 0,5 Vậy x O2= z/n1 = 0,043/0,393 = 0,1094 hay trong hhcb oxi chiếm 10,94% 2. 2 SO2 + O2 2 SO3 (2) ban đầu 0 0 y löc cbhh 2. 0,105 0,105 (y – 2. 0,105). TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Trạng thái cbhh được xét đối với (1) và (2) như nhau về T (và c÷ng V) nên ta cñ: 0,5 K = const ; vậy: n3 SO/ (n2 SO.nO2) = const. 2 Theo (1) => n3 2 SO.nO2) = ( 0,20 – 2. 0,043)2 / (0,15 + 0,086)2. 0,043 = 5,43. SO/ (n2 2 Theo (2) => n3 2 SO.nO2) = (y – 0,21)2/ (0,21)2.0,105 = 5,43. SO/ (n2 2 2 0,5 0,5 Câu 5 =>y2– 0,42 y + 0,019 = 0 => y1 = 0,369 ; y2 = 0,0515 < 0,105 (loại nghiệm y2).Do đñ ban đầu cñ y = 0,369 mol SO3 ; phân li 0,21 mol => Tỉ lệ SO3 phân li là 56,91% Tại cbhh: tổng số mol khí là 0,369 + 0, 105 = 0,474 nên: SO3 chiếm ( 0,159 / 0,474).100% = 33,54% SO2 chiếm ( 0,21 / 0,474).100% = 44,30%; O2 chiếm 100% - 33,54% - 44,30% = 22,16%. Từ pt trạng thái: P2V = n2RT → P2 = n2 RT/ V = 0,474.0,082.298/3 => P2 = 3,86 atm. Các ptpứ xẩy ra. 1,0đ Câu 6 2,0đ 1) MgCl2 + Na2S + 2H2O ⎯⎯→ Mg(OH)2↓ + 2NaCl + H2S ↑ 2) 2AlCl3 + 5KI + KIO3 + 3H2O ⎯⎯→2Al(OH)3 ↓ + 3I2 + 6KCl 3) 4NaClO + PbS →4 NaCl + PbSO4 4) 2NH3+3 I2→NI3.NH3 + 3HI Qua các giá trị thực nghiệm ta thấy: - Xét muối 1: % H = 0,7% Gọi số oxi hoá của X là a, theo bảo toàn số oxi hoá ta cñ: 32,4 21,8 45,1 0,7 .1 . .( 2) .1 0 + + − + = a 23 16 1 X 21,8 45,1 0,25 0,25 0,25 0,25 a 32,4 0,7 ⇒ 3,53 = − − = X 16 .2 23 1 0,5 Mà a = {1,2,3,4,5,6,7,8} chỉ cñ a = 5; X= 31 là thoả mãn với phốt pho. Vậy muối 1 là : nNa: nP: nO:nH = 10,7 32,4≈ 2 : 1: 4 : 1 : 23 21,8 31 : 45,1 16 : ⇒ Muối là Na2HPO4 Na-O H-O NaO P O - Muối 2: Làm tương tự ta được 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT nNa : nP : nO : nH = 2 : 2 : 7 : 2 ⇒ Muối là Na2H2P2O7 NaO P O O O-H P HO O ONa 0,5 0,5 Ghi chú: Thí sinh có cách giải khác đúng, vẫn cho điểm tối đa SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 NĂM HỌC 2010 – 2011 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT --------------------------- ĐỀ CHÍNH THỨC Câu 1: (1,5 điểm) ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC Dành cho học sinh THPT khóng Chuyên Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao đề Hoàn thành các phản ứng hña học sau: a. SO2 + KMnO4 + H2O → b. Fe3O4 + H2SO4 đặc, nñng→ c. Fe3O4 + H2SO4 loãng → d. FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O e. FeS2 + H2SO4 đặc, nñng → f. CO2 + H2O + CaOCl2 → Câu 2: (1 điểm) Đốt cháy hoàn toàn muối sunfua của một kim loại cñ cóng thức MS trong khí O2 dư thu được oxit kim loại. Hoà tan oxit này vào một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng 29,4% thu được dung dịch muối sunfat nồng độ 34,483%. Tìm cóng thức của MS? Câu 3: (2 điểm) Cho m gam hỗn hợp NaBr, NaI phản ứng với axit H2SO4 đặc, nñng thu được hỗn hợp khí A (gồm 2 khí). Ở điều kiện thích hợp, các chất trong hỗn hợp A phản ứng đủ với nhau tạo ra chất rắn màu vàng và một chất lỏng khóng làm đổi màu quỳ tím. Cho Na lấy dư vào chất lỏng được dung dịch B. Dung dịch B hấp thụ vừa đủ với 2,24 lít CO2 tạo 9,5 gam muối. Tìm m? Câu 4: (2 điểm) 1. D÷ng phương pháp sunfat điều chế được những chất nào trong số các chất sau đây: HF, HCl, HBr, HI? Giải thích? Viết các phương trình phản ứng và ghi rõ điều kiện của phản ứng (nếu cñ)? 2. Ion nào trong số các ion sau đây cñ bán kính nhỏ nhất? Giải thích? Li+, Na+, K+, Be2+, Mg2+ Câu 5: (2 điểm) TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 1. Tính bán kính nguyên tử gần đöng của Ca ở 200C, biết tại nhiệt độ đñ khối lượng riêng của Ca bằng 1,55 g/cm3. Giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Ca dạng hình cầu, cñ độ đặc khít là 74% (cho Ca = 40,08). 2. Cñ 3 bình mất nhãn, mỗi bình chứa 1 dung dịch hỗn hợp sau: Na2CO3 và K2SO4; NaHCO3 và K2CO3; NaHCO3 và K2SO4. Trình bày phương pháp hña học để nhận biết 3 bình này mà chỉ được d÷ng thêm dung dịch HCl và dung dịch Ba(NO3)2 làm thuốc thử. Câu 6: (1,5 điểm) Cho 20,4 gam hỗn hợp X gồm Zn, Fe, Al tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 10,08 lít H2 ở đktc. Mặt khác cho 0,2 mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 6,16 lít Cl2 ở đktc. Xác định khối lượng mỗi kim loại trong 20,4 gam hỗn hợp X? Họ và tên: ………………………………………………………..; SBD: ……………………… Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT HƢỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG 10 KHÔNG CHUYÊN CÂU NỘI DUNG ĐIỂM 1 a. 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 b. 2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc, nñng→ 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 5H2O c. Fe3O4 + 4H2SO4 loãng → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O d. ( 5x-2y)FeO + ( 16x-6y)HNO3 → ( 5x-2y)Fe(NO3)3 + NxOy + ( 8x 3y)H2O e. 2FeS2 + 14H2SO4 đặc, nñng → Fe2(SO4)3 + 15SO2 +14 H2O f. CO2 + H2O + 2CaOCl2 → CaCO3 + CaCl2 + 2HClO 2 - Chọn 100 gam dd H2SO4 29,4% ) => khối lượng H2SO4 = 29,4 gam hay 0,3 mol - Gọi cóng thức của oxit kim loại sản phẩm là M2On - Phản ứng: M2On + nH2SO4 → M2 (SO4)n + nH2O 0,3 mol => Số mol M2On = số mol M2 (SO4)n = 0,3/n (mol) 0,3 (2 96 )100 34,483 0,3 (2 16 ) M n Mỗi pt 0,25 đ 6*0,25 =1,5đ 0,25 0,25 => n n +× = M n + => M = 18,67n 0,25 => M= 56 hay MS là FeS 0,25 3 - Các chất trong hỗn hợp A phản ứng vừa đủ với nhau tạo ra chất rắn màu vàng và một chất lỏng khóng làm đổi màu quỳ tím => hh A chứa 2 0,5 khí là SO2 ; 2H2S => Phương trình phản ứng: SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O => chất rắn khóng làm đổi màu quì tím là H2O - Phản ứng: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑ => dd B là NaOH + Nếu CO2 tạo muối NaHCO3 thì số mol NaHCO3 là 0,1 mol hay 8,4 gam 0,5 + Nếu CO2 tạo muối Na2CO3 thì số mol Na2CO3 là 0,1 mol hay 10,6 gam Ta thấy khối lượng 9,5 gam ∈ − (8,4 10,6)=> khi hấp thu CO2 vào dung 0,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 8,4 10,6 + dịch NaOH thu được 2 muối và nhận thấy 9,5 = 2 => số mol muối NaHCO3 = số mol Na2CO3 = 0,05 mol => số mol NaOH = 0,05 + 0,05. 2 = 0,15 mol => số mol H2O = 0,15 mol => số mol SO2 = 0,075 mol và số mol H2S là 0,15 mol - Phản ứng: 2NaBr + 2H2SO4 đặc, nñng → Na2SO4 + SO2 + Br2 + 0,5 2H2O 8NaI + 5H2SO4 đặc, nñng → 4Na2SO4 + H2S + 4I2 + 4H2O ⇨ Số mol NaBr là 0,075 . 2 = 0,15 mol ⇨ Số mol NaI là 0,015 . 8 = 1,2 mol ⇨ m = 0,15 . 103 + 1,2 . 150 = 195,45 gam 4 1. Phương pháp sunfat là cho muối halozen kim loại tác dụng với axit sunfuric đặc, nñng để điều chế hidrohalozenua dựa vào tính dễ bay hơi 0,25 của hidrohalozenua - Phương pháp này chỉ áp dụng được điều chế HF, HCl khóng điều chế được HBr, HI vì axit H2SO4 đặc nñng lã chất oxi hña mạnh còn HBr và HI trong dung dịch là những chất khử mạnh. Do đñ áp dụng phương 0,5 pháp sunfat khóng thu được HBr và HI mà thu được Br2 và I2. - Các phương trình phản ứng: ⎯⎯→t 0 CaF2 + H2SO4 đặc 2HF↑+ CaSO4 ⎯⎯→t 0 NaCl + H2SO4 đặc HCl↑+ NaHSO4 ⎯⎯→t 0 NaBr + H2SO4 đặc HBr + NaHSO4 ⎯⎯→t 0 2HBr + H2SO4 đặc SO2 + 2H2O +Br2 ⎯⎯→t 0 NaI + H2SO4 đặc HI + NaHSO4 ⎯⎯→t 0 6HI + H2SO4 đặc H2S + 4H2O + 4I2 0,5 2. Hạt nào cñ số lớp lớp hơn thì bán kính hạt lớp hơn. Hạt nào c÷ng số lớp electron, điện tích hạt nhân lớn hơn thì bán kính hạt nhỏ hơn. 0,5 Theo quy luật biến đổi tuần hoàn bán kính nguyên tử các nguyên tố 0,25 trong bảng tuần hoàn thì Be2+ cñ bán kính ion nhỏ nhất. 540,08 3 a. Thể tích của 1 mol Ca = = cm 1,55 25,858 1 mol Ca chứa 6,02.1023 nguyên tử Ca Theo độ đặc khít, thể tích của 1 nguyên tử Ca = TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 25,858 0,74 3,18 10 × − = × 23 3 0,5 6,02 10cm 23 × − 23 4 3 3 3,18 10 1,965 10 V × × − Từ V = 3 8 3 3 πr r cm ⇒ = = = × 3 4 4 3,14 0,5 π × b. Cho Ba(NO3)2 dư vào cả ba ống nghiệm, cả ba đều tạo kết tủa: Na2CO3 + Ba(NO3)2⎯⎯→BaCO3↓+ 2NaNO3 K2SO4 + + Ba(NO3)2⎯⎯→BaSO4↓+ 2KNO3 K2CO3 + Ba(NO3)2 BaCO3↓+ 2KNO3 0,5 Lọc kết tủa, lấy kết tủa cho tác dụng với dung dịch HCl dư, chỉ xảy ra phản ứng: BaCO3 + 2HCl ⎯⎯→BaCl2 + CO2↑+ H2O Nếu: - Ống cñ khí bay ra và kết tủa tan hoàn toàn: ống chứa hỗn hợp Na2CO3 và K2CO3. - Ống cñ khí bay ra và kết tủa tan khóng hoàn toàn: ống chứa hỗn hợp 0,5 Na2CO3 và K2SO4 - Ống khóng cñ khí bay ra và kết tủa khóng tan: ống chứa hỗn hợp NaHCO3 và K2SO4 6 Đặt x, y, z lần lượt là số mol Fe, Zn, Al trong 20,4 g hỗn hợp X Theo đầu bài 56x + 65y + 27z = 20,4 (I) Fe + 2HCl ⎯⎯→FeCl2 + H2 (1) Zn + 2HCl ⎯⎯→ZnCl2 + H2 (2) 0,5 2Al + 6HCl ⎯⎯→2AlCl3 + 3H2 (3) Từ 1, 2, 3 và đầu bài 3 10,08 0,45 n x y z mol = + + = = (II) 2 22,4 H 2 Trong 0,2 mol hỗn hợp X số mol Fe, Zn, Al lần lượt là kx, ky, kz kx + ky + kz = 0,2 (III) 2Fe + 3Cl2⎯⎯→2FeCl3 (4) 0,5 Zn + Cl2⎯⎯→ZnCl2 (5) 2Al + 3Cl2⎯⎯→2AlCl3 (6) 3 3 6,16 0,275 2 2 22,4 Cl n x y z mol = + + = = (IV) 2 Từ I, II, III, IV 0,25 X = 0,2 mol ⎯⎯→mFe = 11,2 gam Y = 0,1 mol ⎯⎯→mZn = 6,5 gam Z = 0,1 mol ⎯⎯→mAl = 2,7 gam TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 0,25 UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC Câu I. (5,0 điểm) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2011-2012 MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 10 (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) 1. X là nguyên tố thuộc nhñm A, hợp chất với hiđro cñ dạng XH3. Electron cuối c÷ng trên nguyên tử X cñ tổng 4 số lượng tử bằng 4,5. Ở điều kiện thường XH3 là một chất khí. Viết cóng thức cấu tạo, dự đoán trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm trong phân tử XH3, trong oxit và hiđroxit ứng với hña trị cao nhất của X. 2. X, Y, R, A, B theo thứ tự là 5 nguyên tố liên tiếp trong Hệ thống tuần hoàn (HTTH) cñ tổng số điện tích là 90 (X cñ số điện tích hạt nhân nhỏ nhất). a) Xác định điện tích hạt nhân của X, Y, R, A, B. Gọi tên các nguyên tố đñ. b) Viết cấu hình electron của X2−, Y−, R, A+, B2+. So sánh bán kính của chöng và giải thích. c) Trong phản ứng oxi hoá-khử, X2−, Y−thể hiện tính chất cơ bản gì? Vì sao? 3. a) Viết cấu hình electron đầy đủ của các nguyên tử cñ cấu hình electron lớp ngoài c÷ng (ns2) khi n = 1; 2; 3;4 và cho biết vị trí của các nguyên tố trong HTTH. b) Hoàn thành phương trình hña học (PTHH) của phản ứng oxi hoá-khử sau và cân bằng theo phương pháp cân bằng electron: NaNO2 + KMnO4 + ? ? + MnSO4 + ? + ? Câu II. (5,0 điểm) 1. Hợp chất A được tạo thành từ cation X+và anion Y2-. Mỗi ion đều do 5 nguyên tử của 2 nguyên tố tạo nên . Tổng số próton trong X+là 11 , trong Y2-là 48 . Xác định cóng thức phân tử , gọi tên A biết 2 nguyên tố trong Y2-thuộc c÷ng một phân nhñm chính và 2 chu kỳ liên tiếp . 2. Cho M là kim loại tạo ra 2 muối MClx , MCly và 2 oxit MO0,5x và M2Oy . Thành phần về khối lượng của clo trong 2 muối cñ tỉ lệ 1: 1,173 và của oxi trong 2 oxit cñ tỉ lệ 1 : 1,352. a) Tìm khối lượng mol của M b) Hãy cho biết trong các đồng vị sau đây của M ( 56M ,57M, 58M , 59M) thì đồng vị nào ph÷ hợp với tỉ lệ số proton : số nơtron = 13: 15. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 3. D÷ng phương pháp thăng bằng electron hoàn thành các phương trình phản ứng sau: a) Mn2+ + H2O2 MnO2+ … b) Ag + H++NO3- NO + … c) MnO4-+ H++ Cl - Mn2+ + Cl2 + … d) S2O32-+ I2 S4O62-+ I- e) Cr3+ + OH-+ ClO3− CrO24−+ Cl-+ … Câu III. (5,0 điểm) Hoà tan 2,16 gam hỗn hợp (Na, Al, Fe) vào nước dư thu được 0,448 lít khí (ở đktc) và một lượng chất rắn. Tách lượng chất rắn này cho tác dụng hết với 60 ml dung dịch (dd) CuSO4 1M thì thu được 3,2 gam Cu và dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH để thu được lượng kết tủa lớn nhất. Nung kết tủa trong khóng khí đến khối lượng khóng đổi thu được chất rắn B. a) Xác định khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp. b) Tính khối lượng chất rắn B. Câu IV. (5,0 điểm) Trộn 100 ml dung dịch Fe2(SO4)3 1,5M với 150 ml dung dịch Ba(OH)2 2M thu được kết tủa A và dung dịch B. Nung kết tủa A trong khóng khí đến khi khối lượng khóng đổi thu được chất rắn D. Thêm BaCl2 (dư) vào dung dịch B thì tách ra kết tủa E. a)Tính khối lượng chất rắn D và khối lượng kết tủa E. b) Tính nồng độ mol của chất tan trong dung dịch B (coi thể tích dd thay đổi khóng đáng kể khi xảy ra phản ứng). (Cho: H=1; C =12; N=14; O=16; Na=23; Be=9; Mg=24; Al=27; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Fe=56; Cu=64; Br=80; Ag=108.) Hết ( Gi¸m thÞ kh«ng gi¶i thÝch g× thªm) Hä vµ tªn thÝ sinh:............................................................................................ Sè b¸o danh: ..................................... TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HD CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG TỈNH NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 10 (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) Câu Nội dung Điể m I (5,0đ) 1. Vì X thuộc nhñm A, hợp chất với hidro cñ dạng XH3 nên là nhñm VA (ns2np3). Vậy: ms = +1/2; l = 1 ; m = +1⇨ n = 4,5 – 2,5 = 2. Vậy X là Nitơ ( 1s22s22p3) Cóng thức cấu tạo các hợp chất và dự đoán trạng thái lai hña của nguyên tử trung tâm: NH3 : N cñ trạng thái lai hoá sp3. N H H H N2O5: N cñ trạng thái lai hoá sp2. O O N O N O O HNO3 : N cñ trạng thái lai hoá sp2 O O N H O 2. a) Gọi Z là số điện tích hạt nhân của X => Số điện tích hạt nhân của Y, R, A, B lần lượt (Z + 1), (Z + 2), (Z + 3), (Z + 4) Theo giả thiết Z + (Z + 1) + (Z + 2) + (Z + 3) + (Z + 4) = 90 => Z = 16 → 16X; 17Y; 18R; 19A; 20B (S) (Cl) (Ar) (K) (Ca) b) S2-, Cl-, Ar, K+, Ca2+ đều cñ cấu hình e: 1s22s22p63s23p6 Số lớp e giống nhau => r phụ thuộc điện tích hạt nhân. Điện tích hạt nhân càng lớn thì bán kính r càng nhỏ. S Cl K Ca 2- - + 2+ Ar r >r >r >r >r c) Trong phản ứng oxi hña – khử, ion S2-, Cl luón luón thể hiện tính khử vì các 1,5 1,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT ion này cñ số oxi hña thấp nhất. 3. a) 1s2 Vị trí trong HTTH: ó 1, chu kỳ 1, nhñm IIA 1s22s2 ó 4, chu kỳ 2, nhñm IIA 1s22s22p63s2 ó 12, chu kỳ 3, nhñm IIA 1s22s22p63s23p64s2 ó 20, chu kỳ 4, nhñm IIA 1s22s22p63s23p63d(1-10)4s2 chu kỳ 4, nhñm IB đến VIII Trừ: 1s22s22p63s23p63d(5 và 10)4s1 (ó 24 và ó 29) b) 5NaNO2+2KMnO4+ 3H2SO4 5NaNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O 2,0 II (5,0đ) 1. Gọi Zx là số proton trung bình của 1 nguyên tử cñ trong cation X+ Zx = 11/5 = 2,2 Trong X phải cñ hiđro Gọi M là nguyên tố còn lại trong ion X+ CTTQ của X+là MnHm Ta cñ n+ m = 5 (1) n . ZM +m.1 = 11 Giải được n=1, ZM = 7 . Vậy M là Nitơ , X+là NH4+ Tương tự CTTQ của Y2-là AxBy2- x +y= 5 ZB-ZA = 8 x.ZB-y.ZA = 48 Giải được Y2-là SO42- CTPT của A: (NH4)2SO4 2. a) Theo đề bài ta cñ 35,5 .x 35,5 y : = 1: 1,173 (1) 35,5 x +M 35,5y+M 16.0,5x 16y : = 1 : 1,352 (2) 2,0 1,5 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 16.0,5x+M 16y +M Từ (1) và (2) M = 18,581 y ⇨ y =1 thì M = 18,581 ⇨ y=2 thì M = 37,162 ⇨ y =3 thì M = 55,743 b) Vì số p: số n = 13: 15 => Đồng vị ph÷ hợp 5626Fe 3. a) Mn2++ H2O2 MnO2 + 2H+ b) 3 Ag + 4 H++NO3- 3 Ag+ +NO +H2O c) 2 MnO4-+ 10 Cl-+16H+ 2 Mn2+ + 5 Cl2 + 8 H2O d) 2S2O32-+ I2 S4O62- + 2I e) 2 Cr3+ + 10 OH-+ ClO3- 2 CrO4 2-+ Cl-+5 H2O 1,5 III (5,0đ) nH2 = 0,448:22,4 = 0,02 2 Cu n +=0,06.1= 0,06; 2 Cu pu n +=3,2:64 = 0,05 ⇒ 2 Cu du n +=0,06 -0,05 = 0,01 Các phản ứng: Na + H2O → ( Na+ + OH-) + 12H2 (1) x x x/2 (mol) Al + H2O + OH- → AlO2-+ 32H2 (2) x x x 3/2x (mol) 2Al + 3Cu2+ → 2Al3+ + 3Cu (3) (y-x) 3/2(y-x) (y-x) 3/2(y-x) Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu (4) a) Giả sử khóng cñ (3) xảy ra ⇒chất rắn chỉ là Fe Theo (4) nFe= nCu = 0,05 ⇒mFe= 0,05.56 = 2,8>2,16 (khóng ph÷ hợp đề bài) Vậy cñ (3) và vì Cu2+ còn dư nên Al và Fe đã phản ứng hết theo (3) và 1,0 2,0 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT (4) Theo (1) và (2): nH2 = x+32x = 0,02 ⇒x = 0,01 Theo (3): nAl(3) = y - 0,01 nCu2+= 32(y - 0,01) Theo (4): nFe = nCu2+(4)= 0,05-32(y - 0,01) Ta cñ : mNa + mAl + mFe = 23.0,01 + 27y + 56[0,05-32(y - 0,01)] =2,16 ⇒y = 0,03 Vậy trong hỗn hợp ban đầu: mNa = 23.0,01 = 0,23 gam m Al = 27.0,03 = 0,81 gam mFe = 2,16 - 0,23 -0,81 = 1,12 gam b) Trong dung dịch A cñ: = − = 0,03 0,01 0,02 n 3 + Al n = 0,01 2 + Cu du n n = = = 1,12 :56 0,02 2 + Fe Fe Ta cñ sơ đồ Cu2+ →Cu(OH)2→CuO ⇒mCuO = 0,01.80 = 0,8 gam Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3 →Fe2O3 ⇒mFe2O3 = 0,02/2.160 = 1,6 gam Al3+→Al(Oｈ)3 →Al2O3 ⇒m Al2O3 = 0,02/2.102 = 1,02gam Vậy mB = 0,8 + 1,6 + 1,02 = 3,24 gam 2,0 IV nFe2(SO4)3 = 0,15 mol; nBa(OH)2 Fe2(SO4)3 + Ba(OH)2 → 3BaSO4 + 2Fe(OH)3 0,1 mol 0,3 mol 0,3 mol 0,2 mol Kết tủa A gồm 0,3 mol BaSO4 và 0,2 mol Fe(OH)3 ; dung dịch B là lượng dung dịch Fe2(SO4)3 dư (0,05mol) Khi nung kết tủa A gồm 0,3 mol BaSO4 và 0,2 mol Fe(OH)3 thì BaSO4 khóng thay đổi và ta cñ phản ứng: 2,0 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT (5,0đ) 0tFe2O3 + 3 H2O 2Fe(OH)3 ⎯⎯→ 0,2 mol 0,1 mol Chất rắn D gồm 0,1 mol Fe2O3 và 0,3 mol BaSO4 → mD = ... = 85,9g Cho BaCl2 dư vào dung dịch B: 3BaCl2 + Fe2(SO4)3 → 3BaSO4 + 2FeCl3 0,05mol 0,15mol Kết tủa E là BaSO4 và mE = ... = 34,95g + Thể tích dung dịch sau phản ứng V = ... = 250ml Nồng độ Fe2(SO4)3 trong dung dịch B: ... = 0,2M. 1,0 1,0 1,0 Chú ý: ThÝ sinh cã thÓ gi¶i bµi to¸n theo c¸ch kh¸c nÕu lËp luËn ®óng vµ t×m ra kÕt qu¶ ®óng vÉn cho ®iÓm tèi ®a. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO CÂU 1: (4,0 điểm) ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 10 NĂM HỌC 2010 – 2011 MÔN HÓA HỌC (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) 1. Cho các đơn chất A, B, C và các phản ứng: A + B X X + H2O NaOH + B↑ B + C Y Y + NaOH ⎯⎯→1 : 1 Z + H2O Cho 5,376 lít khí Y (ở đktc) qua dung dịch NaOH thì khối lượng chất tan bằng 4,44 gam. Hãy lập luận xác định A, B, C, X, Y, Z và hoàn thành phương trình hoá học (PTHH) của các phản ứng. 2. Hoaøn thaønh vaø caân baèng ca÷c PTHH sau baèng phôóng pha÷p thaêng baèng electron. a) CuFeSx + O2 ⎯⎯→Cu2O + Fe3O4 + SO2↑ b) Cr2S3 + Mn(NO3)2 + K2CO3 K2CrO4 + K2SO4 + K2MnO4 + NO↑ + CO2↑ c) P + NH4ClO4 H3PO4 + N2↑ + Cl2↑ + … d) FexOy + HNO3 … + NnOm↑ + H2O CÂU 2: (5,0 điểm) 1. a) Giải thích tại sao ion CO23−, khóng thể nhận thêm một nguyên tử oxi để tạo ion CO 2 −trong khi đñ ion SO23−cñ thể nhận thêm 1 nguyên tử oxi để tạo thành ion SO24−? 4 b) Giải thích tại sao hai phân tử NO2 cñ thể kết hợp với nhau tạo ra phân tử N2O4, trong khi đñ hai phân tử CO2 khóng thể kết hợp với nhau để tạo ra phân tử C2O4 2. Hợp chất X được tạo thành từ các ion đều cñ cấu hình electron 1s22s22p63s23p6. Trong một phân tử X cñ tổng số hạt electron, proton, nơtron là 164. a) Hãy xác định X. b) Hòa tan chất X ở trên vào nước được dung dịch A làm quì tím hña xanh. Xác định cóng thức đöng của X và viết PTHH của các phản ứng xẩy ra khi cho dung dịch A đến dư lần lượt vào từng dung dịch FeCl3, AlCl3, MgCl2 riêng biệt. CÂU 3: (3,0 ®iÓm) Cho hçn h¬p A gåm cã NaCl, NaBr vµ NaI. Hoµ tan 5,76 gam A vµo n-íc råi cho t¸c dông víi l-îng d- dung dÞch n-íc brom, sau ph¶n øng hoµn toµn thu ®-îc 5,29 gam muèi khan. MÆt kh¸c khi hoµ tan 5,76 gam A vµo n-íc råi cho mét l-îng khÝ Clo ®i qua sau ph¶n ứng c« c¹n thu ®-îc 3,955 gam muèi khan, trong ®ã cã chøa 0,05 mol NaCl. 1. ViÕt c¸c PTHH của các ph¶n øng xÈy ra. 2. TÝnh % vÒ khèi l-îng c¸c chÊt trong hçn hîp A. CÂU 4: (4,0 ®iÓm) TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 1. Ñoát chaùy hoaøn toaøn 4,741 gam ñôn chaát X trong oxi roài cho toaøn boä saûn phaåm thu ñöôïc haáp thuï heát vaøo 100 ml dung dòch NaOH 25% coù khoái löôïng rieâng d = 1,28 g/ml ñöôïc dung dòch A. Noàng ñoä cuûa NaOH trong dung dòch A giaûm ñi 1/4 so vôùi noàng ñoä cuûa noù trong dung dòch ban ñaàu. Dung dòch A coù khaû naêng haáp thuï toái ña 17,92 lít khí CO2(ở ñktc). Xaùc ñònh ñôn chaát X vaø saûn phaåm đốt chaùy cuûa noù. 2. Cho 3,64 gam moät hoãn hôïp oxit, hiđroxit vaø muối cacbonat cuûa kim loaïi hoaù trò II taùc duïng vôùi 117,6 gam dung dòch H2SO4 10% thu ñöôïc 448 ml moät chaát khí (ở ñktc) vaø dung dòch 10,867% cuûa moät hôïp chaát; noàng ñoä mol/l của dung dòch này laø 0,543M vaø khoái löôïng rieâng laø 1,09 g/cm3. Haõy cho bieát nhöõng hôïp chaát gì coù trong hoãn hôïp. CÂU 5: (4,0 ®iÓm) Hỗn hợp 3 kim loại X, Y, Z cñ tỉ lệ số mol tương ứng là 4 : 3: 2 và cñ tỉ lệ khối lượng nguyên tử tương ứng là 3 : 5 : 7. Hoà tan hoàn toàn 3,28g hỗn hợp 3 kim loại trên trong dung dịch HCl dư thì thu được 2,0161 lít khí (ở đktc) và dung dịch A. a) Xác định 3 kim loại X, Y, Z biết rằng khi chöng tác dụng với axit đều tạo muối và kim loại đều cñ hoá trị II. b) Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A, đun nñng trong khóng khí cho phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính lượng kết tủa thu được, biết rằng chỉ cñ 50% muối của kim loại Y kết tủa với dung dịch NaOH (Biết: H=1, O=16, C=12,Cl=35,5, Mg=24, Fe=56, Zn=65, Ca=40, Sn = 118; Pb = 207) Họ tên thi sinh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Phòng thi . . . . . SBD . . . . . . . . . Giám thị 1 (ký, ghi rõ họ tên) TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO HD CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 10 NĂM HỌC 2010 – 2011 MÔN HÓA HỌC (Thời gian 150 phút không kể thời gian giao đề) CÂU NỘI DUNG ĐIỂM 1 (4,0đ) 1. A + B X X + H2O NaOH + B↑ B + C Y↑ Y + NaOH ⎯⎯→1 : 1 Z + H2O => A : Na ; B : H2 ; X : NaH B + C Y ⇒ C là phi kim, Y là axít 1:1 Y NaOH Z H O + ⎯⎯→ + 2 1mol Y phản ứng khối lượng chất tan tăng ( Y - 18 )g 5,376 0,24mol 22,4= 4,44 gam => Y 18 1 Y 36,5 −= ⇒ = 4,44 0,24 => C là clo (Cl2) Viết phương trình phản ứng 2Na + H2 2NaH NaH + H2O NaOH + H2↑ H2 + Cl2 2HCl HCl + NaOH ⎯⎯→1 : 1 NaCl + H2O 2. a) 12 CuFeSx + (11+12x) O2 → 6Cu2O + 4Fe3O4 + 12xSO2 b) Cr2S3 + 15Mn(NO3)2 + 20K2CO3 2K2CrO4 + 3K2SO4 +15 K2MnO4 + 30NO + 20CO2 c) 10NH4ClO3 + 8P 8H3PO4 + 5N2 + 5Cl2 + 8H2O d) (5n – m)FexOy + (18nx – 6my – 2ny)HNO3 x(5n – 2m)Fe(NO3)3 + (3x – 2y)NnOm + (9nx – 3mx – ny)H2O 2,0 2,0 2 1. a) Cấu tạo của CO23− 2,0 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT (5,0đ) O 2– C = O O Trên nguyên tử cacbon trong CO32 –khóng còn electron tự do chưa liên kết nên khóng cñ khả năng liên kết thêm với 1 nguyên tử oxi để tạo ra CO24− Cấu tạo của SO23− O . . 2– S = O O Trên nguyên tử lưu huỳnh còn 1 cặp electron tự do chưa liên kết, do đñ nguyên tử lưu huỳnh cñ thể tạo liên kết cho nhận với 1 nguyên tử oxi thứ tư để tạo ra SO24− . b) Cấu tạo của CO2 O = C = O Trên nguyên tử cacbon khóng còn electron tự do nên hai phân tử CO2 khóng thể liên kết với nhau để tạo ra C2O4 Cấu tạo của NO2 O ∙ N O Trên nguyên tử nitơ còn 1 electron độc thân tự do, nên nguyên tử nitơ này cñ khả nặng tạo ra liên kết cộng hoá trị với nguyên tử nitơ trong phân tử thứ hai để tạo ra phân tử N2O4 O O O 2 N∙ N – N O O O 2. Gọi P là số proton trong X, N là số nơtron trong X Giả sử trong X cñ a ion Ta cñ: 2P + N = 164 1 1,5 NP ≤ ≤ Các ion tạo thành X đều cñ cấu hình electron của Ar => số proton trong X = 18a (hạt) => 164 164 ≤ ≤ a 3,5.18 3.18 ⬄2,6 3,03 ≤ ≤ a. Với a là số nguyên => a = 3 ⇨ X cñ dạng M2X ⬄ K2S Hoặc MX2 ⬄ CaCl2 3,0 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2. Cho X vào H2O được dung dịch xanh quỳ tím => X là K2S K2S ⎯⎯→ 2K+ + S2 – S2 - + H2O ⎯⎯→ HS – + OH – Các phương trình: 3K2S + 2FeCl3⎯⎯→6KCl + 2FeS + S↓ 3K2S + 2AlCl3 + 6H2O ⎯⎯→6KCl + 2Al(OH)3↓ + 3H2S K2S + MgCl2 + 2H2O ⎯⎯→2KCl + Mg(OH)2↓ + H2S 3 (3,0đ) 1. C¸c PTHH xÈy ra 2NaI + Br2 ⎯→ 2NaBr + I2 (1) 2NaI + Cl2 ⎯→ 2NaCl + I2 (2) 2NaBr + Cl2 ⎯→ 2NaCl + Br2 (3) 2. Gäi a,b,c lÇn l-ît lµ sè mol côa NaCl, NaBr, NaI theo đề ta cñ: ⇨ 58,5a + 103b + 150c = 5,76 (*) Theo (1) vµ theo bµi ra ta cã: ⇨ 58,5a + 103(b + c) = 5,29 (**) Tõ (*) vµ (**) 58,5a + 103b + 150c = 5,76 => c = 0,1 mol 58,5a + 103(b + c) = 5,29 Xét tr-êng hîp 1: NaI d- => NaBr ch-a ph¶n øng Gäi x lµ sè mol NaI ph¶n øng. Theo ptpu (1) vµ (2) vµ theo bµi ra ta cã 58,5(a + x) + 103b + 150(c – x) = 3,955 (***) a + x = 0,05 (****) Kết hợp (*), (**), (***), (****) (lo¹i v× c – x < 0) Xét tr-êng hîp 2 NaBr ph¶n øng 1 phÇn => NaI ph¶n øng hÕt Gäi y lµ sè mol NaBr ph¶n øng. Theo (1)(2)(3) vµ theo bµi ra ta cã 58,5(a + c + y) + 103(b – y) = 3,955 (*****) a + c + y = 0,05 (******) Kết hợp (*), (**), (*****), (******) ta cã: 58,5a + 103b + 150c = 5,76 => a = 0,02 (mol), 58,5a + 103(b + c) = 5,29 b = 0,03 (mol), y = 0,02 (mol) ⇨ %mNaI = 26%, %mNaBr = 53,65%, %mNaCl = 20,35%. 1,0 1,0 1,0 4 (4,0đ) 1. 2,0 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT m V.d 100.1,28 128(g) = = = dd NaOH 128.25% m 32 (g) = = NaOH 100% 32 n 0,8(mol) = = NaOH 40 17,92 n 0,8(mol) = = 2 CO 22,4 Do A haáp thu toái ða CO2 neân NaOH + CO2→NaHCO3 Vaäy nNaOH = 0,8 (mol) khoâng thay ðoåi so vó÷i ban ðaàu neân dung dòch chæ bò pha loaõng. Vaäy oxit laø H2O vaø X laø H2 Thôø laïi: 4,741 n 2,3705(mol) = = H 2 2 H O H O + → 2 2 2 m 2,3705.18 42,669 (g) = = H O 2 m 128 42,669 170,669(g) = + = dd NaOH sau 32.100% C% 18,75% = = 170,669 Thoøa C% giaøm ði ¼. 2. Ta co÷ 10.d.C% 10.d.C% 10.1,09.10,867 C M 218 M = ⇒ = = = M C 0.543 M Vaäy muoái sunfat taïo thaønh co÷ M = 218 Chæ cñ Mg(HSO4)2 là thỏa mãn ⇨ hoãn hóïp chô÷a MgO, Mg(OH)2, MgCO3 2,0 5 (4,0đ) a) Gọi số mol 3 kim loại X, Y, Z lần lượt là: 4x, 3x, 2x và KLNT tương ứng là MX, MY, MZ n= 2,0262 H2 22,4= 0,09 mol ptpư: X + 2HCl XCl2 + H2↑ (1) 4x 4x 4x Y + 2HCl YCl2 + H2↑ (2) 3x 3x 3x 2,0 TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Z + 2HCl ZCl2 + H2 ↑ (3) 2x 2x 2x Từ (1), (2), (3) ta cñ : 4x + 3x + 2x = 0,09 x = 0,01 (a) Ta cñ: MY= 5/3MX (b) MZ = 7/3MX (c) Mặc khác ta cñ: MX.4x + MY.3x + MZ.2x = 3,28 (d) Từ (a), (b), (c), (d) ⇨ MX(0,04 + 5/3.0,03 + 7/3.0,02) = 3,28 ⇨ MX = 24 X là Mg ⇨ MY = 5/3.24 = 40 Y là Ca ⇨ MZ = 7/3.24 = 56 Z là Fe b) Dung dịch (A): MgCl2, CaCl2, FeCl2 Phương trình phản ứng: MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl (4) 4x 4x CaCl2 + 2NaOH Ca(OH)2 + 2NaCl (5) 1,5x 1,5x (50% kết tủa) FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl (6) 2x 2x 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 (7) 2x 2x Từ (4), (5), (6), (7) => 58.0,04 +74.0,015 + 107.0,02 = 5,57g 2,0 Chú ý: Thí sinh làm bài theo phương pháp khác: Cho kết quả đúng; lập luận chặt chẽ giám khảo căn cứ thang điểm của HD chấm cho điểm sao cho hợp lý. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƢƠNG ------------------------- ĐỀ THI CHÍ NH THỨC Cho biết nguyên tử khối của các nguyên tố: ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 THPT - NĂM HỌC 2012-2013 MÔN THI: HÓA HỌC Thời gian: 180 phút Ngày thi: 5 tháng 4 năm 2013 Đề thi gồm: 02 trang H = 1; C = 12; N = 14; P=31; O = 16; Na = 23; Mg = 24; Al = 27; S = 32; Cl = 35,5; K = 39; Ca = 40; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Br = 80; Ba = 137, I=127. Cho biết độ âm điện của các nguyên tố: H = 2,20; C = 2,55; N = 3,04; O = 3,44; Na = 0,93; Mg = 1,31; Al = 1,61; S = 2,58; Cl = 3,16; Br = 2,96; I=2,66. Câu 1: (2điểm) 1. Một ion M3+ cñ tổng số hạt (electron, nơtron, proton) bằng 79, trong đñ số hạt mang điện nhiều hơn số hạt khóng mang điện là 19. a. Xác định vị trí (số thứ tự ó nguyên tố, chu kì, nhñm) của M trong bảng tuần hoàn. b. Viết cấu hình electron của các ion do M tạo ra. 2. Phần trăm khối lượng của nguyên tố R trong hợp chất khí với hiđro (trong đñ R cñ số oxi hña thấp nhất) là a%, còn trong oxit cao nhất là b%. a. Xác định R biết a:b=11:4. b. Viết cóng thức phân tử, cóng thức electron, cóng thức cấu tạo của hai hợp chất trên. c. Xác định loại liên kết hña học của R với hiđro và của R với oxi trong hai hợp chất trên. Câu 2: (2điểm) 1. Lập phương trình hña học của các phản ứng oxi hña - khử sau đây theo phương pháp thăng bằng electron: a. FexOy + H2SO4 đ0 ⎯⎯→tFe2(SO4)3 +SO2 + H2O b. Mg + HNO3→Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O c. FeS2 + H2SO4 đo ⎯⎯→tFe2(SO4)3 +SO2 + H2O d. Al + HNO3→Al(NO3)3 + NO + N2O + H2O (Biết ở phản ứng d thì tỉ khối của hỗn hợp khí NO và N2O so với hiđro bằng 16,75). 2. Nêu hiện tượng và viết phương trình phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm sau: a. Sục từ từ khí sunfurơ đến dư vào cốc chứa dung dịch brom. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT b. Dẫn khí ozon vào dung dịch KI, chia dung dịch sau phản ứng thành hai phần: phần 1 nhỏ vài giọt dung dịch hồ tinh bột; phần 2 nhỏ vài giọt dung dịch phenolphtalein. Câu 3: (2điểm) Hỗn hợp bột A chứa Mg và Fe. Cho 3,16 gam hỗn hợp A tác dụng với 250ml dung dịch CuCl2 nồng độ z (mol/lít). Khuấy đều hỗn hợp, lọc rửa kết tủa, thu được dung dịch B và 3,84 gam chất rắn D. Thêm vào dung dịch B một lượng dư dung dịch NaOH loãng, lọc kết tủa tạo thành, rồi nung kết tủa trong khóng khí ở nhiệt độ cao đến khối lượng khóng đổi thu được 1,4 gam chất rắn E gồm hai oxit kim loại. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. a. Viết phương trình hña học của các phản ứng xảy ra. b. Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A và giá trị z. Câu 4: (2điểm) 1. Hoàn thành các phương trình phản ứng sau và cho biết các chất ứng với các chữ cái A, B, D, E, G, X, Y, T, Q: a. A + H2SO4 đ o ⎯⎯→tB+ D + E b. E + G + D →X + H2SO4 c. A + X →Y + T d. A + B →Q e. G + T X 2. Trình bày phương pháp hña học tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp chứa BaO, MgO và CuO. Câu 5: (2điểm) Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 bằng lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng thu được 500ml dung dịch Y. Chia Y thành 2 phần bằng nhau: Có cạn phần 1 thu được 31,6 gam hỗn hợp muối khan. Sục khí clo dư vào phần 2, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, có cạn dung dịch thì thu được 33,375 gam hỗn hợp muối khan. a. Viết phương trình hña học các phản ứng xảy ra. b. Tính m và nồng độ mol/lít các chất cñ trong dung dịch Y. ----------------------------Hết---------------------------- TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Họ và tên thí sinh ...................................................................Số báo danh................ Chữ kí giám thị 1.............................................. Chữ kí giám thị 2............................. Ghi chú: Học sinh không dùng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT ĐÁP ÁN VÀ HƢỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC LỚP 10 NĂM HỌC 2012 -2013 I. HƢỚNG DẪN CHUNG - Học sinh làm theo cách khác nhưng lập luận đöng vẫn cho đủ điểm. - Nếu học sinh giải theo phương trình phản ứng mà khóng cân bằng thì khóng cho điểm phần tính toán, nếu cân bằng bị sai hệ số chất khóng sử dụng đến quá trình lập hệ thì khóng cho điểm phương trình nhưng vẫn chấm kết quả giải. Câu 1: 2. Nếu khóng d÷ng Δχthì khóng chấm kết quả Câu 2: 1. Khóng cần viết lại phương trình 2. Phải nhạt màu dung dịch brom mới đến mất màu Câu 4: 2. Nếu học sinh sử dụng phương trình Ba(OH)20 1000 o ⎯⎯⎯⎯→ t C ≥BaO + H2O thì vẫn chấp nhận nhưng nếu Ba(OH)2o ⎯⎯→tBaO + H2O thì khóng cho điểm phương trình này. II. ĐÁP ÁN-BIỂU ĐIỂM CHI TIẾT CÂU ĐÁP ÁN BIỂU ĐIỂM Câu 1: (2điểm) 1. Đặt Z, N lần lượt là số hạt p, n cñ trong nguyên tử M ta cñ hệ phương trình ⎧ ⎧ + = + = ⎨ ⎨ ⇒ 2 79 3 26 Z N Z ⎩ ⎩ − = + = 2 19 3 30 Z N N 0,2đ a. Cấu hình electron nguyên tử của M là: 1s22s22p63s23p63d64s2M ở ó thứ 26, chu kì 4 nhñm VIIIB trong bảng tuần hoàn. 0,2đ 0,2đ b. Cấu hình electron của ion Fe2+ là: 1s22s22p63s23p63d6Cấu hình electron của ion Fe3+ là: 1s22s22p63s23p63d5 0,2đ 0,2đ 2. Vì R tạo được hợp chất khí với H nên R là phi kim. Giả sử R thuộc nhñm x (x≥4). Theo giả thiết R cóng thức của R với H là RH8-x ⇒a=.100 R + − 8 x cóng thức oxit cao nhất của R là R2Ox ⇒b=2.100 .100 R R b ⇔ = 2 16x 8x R R + + suy ra 8x 11 a R + = = ⇔43x 88 R− = b R+8-x 4 7 0,1đ 0,1 đ TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Xét bảng x 4 5 6 7 R 12 cñ C 18,14 loại 24,28 loại 30,42 loại 0,1đ a. Vậy R là C 0,1đ b. Cóng thức của R với H là CH4 H.. H H:C:H..H; Cóng thức cấu tạo ll Cóng thức electron H-C-H H Oxti cao nhất của R là CO2 Cóng thức electron O:: C ::O; Cóng thức cấu tạo O=C=O 0,2đ 0,2đ c. Trong hợp chất CH4 cñ Δ = − χ χ χ C H=2,55-0,22=0,35<0,4 nên liên kết giữa C-H là liên kết cộng hña trị khóng cực Trong hợp chất CO2 cñ 0, Δ = − χ χ χ O C =3,44-2,55=0,89 ⇒0,4<Δ = χ 0,89<1,7 nên liên kết giữa C=O là liên kết cộng hña trị phân cực 0,1đ 0,1đ Câu 2: (2điểm) 1.a. 2FexOy +(6x-2y)H2SO4 đ0 ⎯⎯→txFe2(SO4)3 +(3x-2y)SO2 +(6x 2y)H2O 0,125đ 0,125đ 1.b. 4Mg + 10HNO3→4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O 4x Mg →Mg+2 + 2e 1x N+5 + 8e→N-3 0,125đ 0,125đ 1.c. 2FeS2 + 14H2SO4 đo ⎯⎯→tFe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O 1x 2FeS2→2Fe+3 + 4S+4 +22e 11x S+6 +2e→S+4 0,125đ 0,125đ 1.d. 17Al + 66HNO3→17Al(NO3)3 + 9NO + 3N2O + 33H2O do 30 44 3 33,51 a b a += ⇒ = a b b + 0,125đ 0,125đ