Cho m gam hỗn hợp X gồm CuSO4 và Fe2SO43 vào nước thu được dung dịch A.. X và Y là các nguyên tố thuộc phân nhóm chính, đều tạo hợp chất với hiđro có dạng RH R là kí hiệu của nguyên tố X
Trang 1SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2013-2014
ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC (Dành cho học sinh THPT không chuyên)
Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề
Cho biết nguyên tử khối của các nguyên tố : H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Mg = 24; Al = 27;
S = 32; Cl = 35,5; P = 31; Ca = 40; Cr = 52, Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Br = 80; Ag=108; I = 127; Ba = 137
Câu 1:
1 Hoàn thành và cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử sau bằng phương pháp thăng bằng electron:
a) SO2 + H2O + KMnO4 →
b) FeS + H2SO4đặc, nóng →
c) ZnS + HNO3→ Zn(NO3)2 + H2SO4 + NxOy↑ +
d) FeSO4 + KMnO4 + KHSO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + +
2 Cho m gam hỗn hợp X gồm CuSO4 và Fe2(SO4)3 vào nước thu được dung dịch A Chia A thành 2 phần bằng nhau Sục khí H2S dư vào phần 1 được 2,56 gam kết tủa Nhỏ dung dịch K2S dư vào phần 2 được 6,08 gam kết tủa Tính m
Câu 2:
1 X và Y là các nguyên tố thuộc phân nhóm chính, đều tạo hợp chất với hiđro có dạng RH (R là kí hiệu của nguyên tố X hoặc Y) Gọi A và B lần lượt là hiđroxit ứng với hóa 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
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 (sản phẩm khử duy nhất) Toàn bộ lượng khí X này làm mất màu vừa đủ 500 ml dung dịch Br2 0,2M Xác định tên kim loại
Câu 3:
1 Đốt cháy hoàn toàn 6,48 gam hỗn hợp chất rắn X gồm: Cu; CuS; FeS; FeS2; FeCu2S2; S thì cần 2,52 lít O2 và thấy thoát ra 1,568 lít SO2 Mặt khác cho 6,48 gam X tác dụng với dung dịch HNO3đặc nóng
dư thu được V lít NO2 (là sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch A Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu được m gam kết tủa Biết thể tích các khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn Tính V và m
2 Hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ:
(1) (X) + HCl (X1) + (X2) + H2O (5) (X2) + Ba(OH)2 (X7)
(2) (X1) + NaOH (X3) + (X4) (6) (X7) + NaOH (X8) + (X9) + …
(3) (X1) + Cl2 (X5) (7) (X8) + HCl (X2) +… + …
(4) (X3) + H2O + O2 (X6) (8) (X5) + (X9) + H2O (X4)+ … + …
Câu 4:
1 Cho các dung dịch riêng biệt mất nhãn sau: Na2SO4, AlCl3, FeSO4, NaHSO4 Chỉ dùng dung dịch K2S
để nhận biết các dung dịch trên ngay ở lần thử đầu tiên Viết các phương trình hoá học minh hoạ
2 Cho 93,4 gam hỗn hợp A gồm 3 muối MgCl2, NaBr, KI tác dụng với 700 ml dung dịch AgNO3 2M thu được dung dịch D và kết tủa B Lọc kết tủa B, cho 22,4 gam bột Fe vào dung dịch D thu được chất rắn F và dung dịch E Cho F vào dung dịch HCl dư tạo ra 4,48 lít H2(đktc) Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch E thu được kết tủa, nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 24 gam chất rắn (Cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn)
a) Tính khối lượng kết tủa B
b) Hòa tan 93,4 gam hỗn hợp A trên vào nước tạo ra dung dịch X Dẫn V lít Cl2 vào dung dịch
X, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 66,2 gam muối Tính V (đktc)?
Câu 5:
1 Trình bày phương pháp hóa học loại bỏ:
a) HCl lẫn trong hỗn hợp CO2 và HCl
b) HCl lẫn trong hỗn hợp H2S và HCl
c) H2S lẫn trong hỗn hợp HCl và H2S
2 Chia 78,4 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 thành hai phần bằng nhau Phần thứ nhất tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thu được 77,7 gam muối khan Phần thứ hai tác dụng vừa hết với 500 ml dung dịch Y gồm hỗn hợp HCl, H2SO4 loãng, thu được 83,95 gam muối khan
a) Xác định % khối lượng của mỗi chất trong X
b) Tính nồng độ mol/lít của dung dịch Y
-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………
Trang 2SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
(HD chấm có 04 trang)
KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2013-2014
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HÓA HỌC (Dành cho học sinh THPT không chuyên)
a) 5SO2 + 2H2O + 2KMnO4 → 2H2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4
5 S+4→ S+6 + 2e
2 Mn+7 + 5e → Mn+2
b) 2FeS + 10H2SO4đặc to Fe2(SO4)3 + 9SO2↑ + 10H2O
1 2FeS → 2Fe+3 + 2S+4 + 14e
7 S+6 + 2e → S+4
c) (5x-2y)ZnS + (18x-4y)HNO3 → (5x-2y)Zn(NO3)2 + (5x-2y)H2SO4 + 8NxOy↑ +
4xH2O
(5x-2y) S-2→ S+6 + 8e
8 xN+5 + (5x-2y)e → xN+2y/x
d) 10FeSO4 + 2KMnO4 + aKHSO4 → 5Fe2(SO4)3 + bK2SO4 + 2MnSO4 + cH2O
5 2Fe+2 → 2Fe+3 + 2e
2 Mn+7 + 5e → Mn+2
- Bảo toàn nguyên tố K, S => a = 16 ; b = 9 => c = 8
10FeSO4 + 2KMnO4 + 16KHSO4 → 5Fe2(SO4)3 + 9K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
0,25đ/ pứ
Câu 1
2 Thêm H2S vào phần 1 ta có:
Fe2(SO4)3 + H2S → 2FeSO4 + S↓ + H2SO4
x x
CuSO4 + H2S → CuS↓ + H2SO4
y y
32x +96y = 2,56 (I)
Thêm Na2S vào phần 2
Fe2(SO4)3 + 3K2S → 2FeS↓ + S↓ + 3K2SO4
mol: x 2x x
CuSO4 + K2S → CuS↓ + 2KCl
y y
208x + 96y = 6,08 (II)
+ Từ (I, II) ta có: x = 0,02 mol và y = 0,02 mol m = 11,2.2 = 22,4 gam
0,25đ
0,25đ 0,25đ 0,25đ
Câu 2 1 Hợp chất với hiđro có dạng RH nên Y có thể thuộc nhóm IA hoặc VIIA
- Trường hợp 1: Nếu Y thuộc nhóm IA thì B có dạng YOH
677 , 64
323 , 35 17
- Trường hợp 2: Y thuộc nhóm VIIA thì B có dạng HYO4
Ta có : Y 35,5, vậy Y là nguyên tố clo (Cl)
677 , 64
323 , 35 65
Y
B (HClO4) là một axit, nên A là một bazơ dạng XOH
gam 4 , 8 gam 50 100
8 , 16
XOH + HClO4 XClO4 + H2O
4
A HClO
MX = 39 gam/mol, vậy X là nguyên tố kali
0,25đ 0,25đ
0,25đ 0,25đ
Trang 32 Khí X có khả năng làm mất màu dung dịch nước brom nên X phải là H2S hoặc SO2.
Giả sử X là H2S, ta có phương trình phản ứng:
8R + 5nH2SO4 → 4R2(SO4)n + nH2S↑ + 4nH2O Theo ptpu: nH SO2 4 = 5 nR Theo bài ra: n = nR → 5n = 8 → n =
8
n
2 4
H SO
8 5
Vậy khí X đã cho là khí SO 2 Và ta có phương trình phản ứng:
2R + 2nH2SO4 → R2(SO4)n + nSO2↑ + 2nH2O
Ta có: 2 =2n n =1
Phương trình (1) được viết lại:
2R + 2H2SO4 → R2SO4 + SO2↑ + 2H2O * Cho khí X phản ứng với dung dịch Br2xảy ra phản ứng sau:
SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr (2)
Theo (2): n = n = 0,5.0,2 = 0,1(mol); theo (*): nR2SO4 = n = 0,1(mol)
2
Theo bài ra khối lượng của R2SO4 = 31,2g → = = 312 → MR = 108 (R là Ag)
2 4
R SO
0,1
0,25đ
0,25đ 0,25đ
0,25đ
1 Xem hỗn hợp X gồm x mol Cu, y mol Fe và z mol S
- Khối lượng hỗn hợp X: 64x + 56y + 32z = 6,48 (I)
- Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X
Cu → Cu2++2e , Fe → Fe3++3e , S → S+4 +4e
x 2x y 3y z 4z
O +2e → O
0,225 0,45
- Bảo toàn electron ta có: 2x + 3y + 4z = 0,45 (II)
Ta có z = Số mol S = số mol SO2 = 1,568:22,4 = 0,07 Thay z = 0,07
vào (I) được phương trình: 64x + 56y = 4,24 (*)
vào (II) được phương trình 2x + 3y = 0,17 (**)
Giải hệ 2 PT (*) & (**) tìm được x = 0,04; y = 0,03
- Hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO3 đặc nóng dư tạo khí NO2 duy nhất và dung
dịch A
Cu → Cu2++2e , Fe → Fe3++3e , S → S+6 + 6e
x x 2x y y 3y z z 6z
N+5 +1e → N+4
a a mol
- Bảo toàn electron ta có: số mol NO2 = a = 2x+ 3y + 6z = 0,59
Từ đó tính được V = V(NO2) = 0,59x22,4 = 13,216 lít.
Dung dịch A + dung dịch Ba(OH)2dư thu được kết tủa gồm:
Cu(OH)2; Fe(OH)3; BaSO4
Số mol Cu(OH)2 = số mol Cu = x = 0,04
Số mol Fe(OH)3 = số mol Fe = y = 0,03
Số mol BaSO4 = số mol S = z = 0,07
m = m↓ = (0,04x98 + 0,03x107 + 0,07x233) = 23,44 gam
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Câu 3
2 Các phương trình phản ứng:
(1) FeCO3 + 2HCl FeCl2 + CO2↑ + H2O
(X) (X1) (X2) (2) FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2↓ + 2NaCl
(3) 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3
(X1) (X5) (4) 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3↓
(X3) (X6) (5) 2CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2
(X2) (X7) (6) Ba(HCO3)2 + 2NaOH BaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O
(X7) (X8) (X9)
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Trang 4(7) BaCO3 + 2HCl BaCl2 + CO2↑ + H2O
(X8) (X2)
(8) 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Fe(OH)3 ↓ + 3CO2↑ + 6NaCl (X5) (X9) 0,25đ 1 Cho dung dịch K2S lần lượt vào mẫu thử của các dung dịch trên: - Mẫu thử xuất hiện kết tủa trắng keo và có hiện tượng sủi bọt khí chứa AlCl3 : 2AlCl3 + 3 K2S + 3H2O 6KCl + 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ - Mẫu thử chỉ có hiện tượng sủi bọt khí chứa dung dịch NaHSO4 2 NaHSO4 + K2S 2K2SO4 + H2S↑ - Mẫu thử xuất hiện kết tủa đen chứa FeCl2: K2S + FeSO4 FeS↓ + K2SO4
- Mẫu thử không có hiện tượng chứa dung dịch Na2SO4 (Thí sinh ph ải khẳng định điều này!) 0,25đ 0,25đ Câu 4 2 a Gọi a, b, c lần lượt là số mol của MgCl2, NaBr, KI Phương trình phản ứng: MgCl2 + 2AgNO3 → 2AgCl↓ + Mg(NO3)2 (1)
NaBr + AgNO3 → AgBr↓ + NaNO3 (2)
KI + AgNO3→ AgI↓ + KNO3 (3)
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓ (4)
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ (5)
Fe(NO3)2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + 2NaNO3 (6)
Mg(NO3)2 + 2NaOH → Mg(OH)2 ↓ + 2NaNO3 (7)
2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O → 2Fe(OH)3↓ (8)
2Fe(OH)3↓ Fe2O3 + 3H2O (9)
0 t Mg(OH)2 MgO + H2O (10)
0 t Theo (5) nFe = 2 4, 48 0, 2 22, 4 H n mol nAgNO3 = 0,2.2 = 0,4 mol Theo (1) (2) (3) nAgNO3 = 0,7.2 – 0,4 = 2a+b+c = 1 (I) mrắn = → a = 0,2 (II) 2 3 160 0,1 40 24 Fe O MgO m m a mA = 95.0,2 + 103b + 166c = 93,4 (III) Từ (I), (II), (III): b = 0,4; c =0,2 Vậy khối lượng kết tủa B là: m = 143,5.0,4+188.0,4+235.0,2= 179,6 gam b Phương trình phản ứng: Cl2 + 2KI → 2KCl + I2 (1)
Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2 (2) Khi phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn khối lượng muối giảm: 0,2(127 – 35,5) = 18,3 gam Khi cả hai phản ứng (1) và (2) xảy ra hoàn toàn khối lượng muối giảm: 0,2(127 – 35,5) + 0,4(80 – 35,5) = 36,1 gam Theo đề bài ta có khối lượng muối giảm: 93,4 – 66,2 = 27,2 gam Ta thấy: 18,3 < 27,2 < 36,1 chứng tỏ:(1) xảy ra hoàn toàn và có một phần (2)
Đặt số mol Br2bằng x thì khối lượng muối giảm: 18,3 + x(80 – 35,5) = 27,2 → x = 0,2 mol Vậy ;
2
1 (0, 2 0, 2) 0, 2 2
Cl
2 22, 4.0, 2 4, 48
0,5đ
0,25đ 0,25đ
0,25đ 0,25đ
Câu 5 Loại bỏ các khí trong hỗn hợp khí:
- Loại HCl trong hỗn hợp HCl và CO2: Cho hỗn hợp khí lội chậm qua dung dịch
NaHCO3(dư), HCl bị giữ lại do có phản ứng:
HCl + NaHCO3 = NaCl + CO2 + H2O
Thu lấy khí CO2 thoát ra (do CO2 ít tan trong nước) (Dùng Na2 CO 3 không cho điểm)
-Loại HCl trong hỗn hợp HCl và H2S: Cho hỗn hợp khí lội chậm qua dung dịch NaHS
(dư), HCl bị giữ lại do có phản ứng:
0,25đ
Trang 5HCl + NaHS = NaCl + H2S
Thu lấy khí H2S thoát ra (do H2S ít tan trong nước) (Dùng Na 2 S không cho điểm)
- Loại H2S trong hỗn hợp H2S và HCl: Cho hỗn hợp khí lội chậm qua dung dịch muối
CuCl2 (dư) rồi cô cạn dung dịch thu được khí HCl (lẫn hơi nước), làm khô được khí
HCl khan; H2S bị giữ lại do có phản ứng:
H2S + CuCl2 = CuS + 2HCl
0,25đ
0,25đ
2 a PTHH:
FeO + 2HCl FeCl2 + H2O (1)
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (2)
FeO + H2SO4 FeSO4 + H2O (3)
Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O (4)
Gọi trong mỗi phần có: x mol FeO và y mol Fe2O3
78, 4
72 160 39, 2 (*)
2
Phần 1:
Theo (1):
2
n n x mol
Theo (2):
n n y mol
Ta có:
127 162, 5.2 77, 7
muèi khan
Từ (*) và (**) 0,1
0, 2
x y
0,1.72
39, 2
FeO
m
2 3
Fe O
vµ %m
c Phần 2:
Gọi trong 500ml dd Y có: a mol HCl và b mol H2SO4
Theo (1), (2), (3) và (4):
n n n a b mol Bảo toàn nguyên tố oxi: n H O2 n FeO 3n Fe O2 3 0,1 3.0, 2 0, 7mol
0,5a + b = 0,7 (I)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
39, 2 36, 5 98 83, 95 18.0, 7
36, 5 98 57, 35 (II)
phÇn 2 muèi khan
Từ (I) và (II) 0, 9
0, 25
a b
2 4
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ 0,25đ
Thí sinh làm theo cách khác nhưng lập luận chặt chẽ, chính xác vẫn cho điểm tối đa.