1 điểm Đốt cháy hoàn toàn muối sunfua của một kim loại có công thức MS trong khí O2 dư thu được oxit kim loại.. Tìm công thức của MS?. Ở điều kiện thích hợp, các chất trong hỗn hợp A ph
Trang 1SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
――――――
ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2010 – 2011
ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC Dành cho học sinh trường THPT không chuyên
Thời gian làm bài : 180 phút, không kể thời gian phát đề
———————————
Bài 1 (1,5 điểm)
Hoàn thành các phản ứng hóa học sau:
a) SO2 + KMnO4 + H2O →
b) Fe3O4 + H2SO4 đặc, nóng →
c) Fe3O4 + H2SO4 loãng →
d) FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O
e) FeS2 + H2SO4 đặc, nóng →
f) CO2 + H2O + CaOCl2 →
Bài 2 (1 điểm)
Đốt cháy hoàn toàn muối sunfua của một kim loại có công thức MS trong khí O2 dư thu được oxit kim loại Hòa tan oxit kim loại này vào một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng 29,4% thu được dung dịch muối sunfat nồng độ 34,483% Tìm công thức của MS?
Bài 3 (2 điểm)
Cho m gam hỗn hợp NaBr, NaI phản ứng với axit H2SO4 đặc, nóng 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 không làm đổi màu quỳ tím Cho Na dư vào chất lỏng được dung dịch B Dung dịch B hấp thụ vừa đủ với 2,24 lít CO2 ở đktc tạo 9,5 gam muối Tìm m?
Bài 4 (2 điểm)
1 Dùng phương pháp sunfat điều chế được 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 có)?
2 Ion nào trong số các ion sau đây có bán kính nhỏ nhất? Giải thích?
Li+ ; Na+ ; K+ ; Be2+ ; Mg2+
Bài 5 (2 điểm)
1 Tính bán kính nguyên tử gần đúng của Ca ở 20oC, biết tại nhiệt độ đó khối lượng riêng của Ca bằng 1,55 g/cm3 Giả thiết trong tinh thể của của nguyên tử Ca dạng hình cầu, có độ đặc khít là 74% (Cho Ca = 40,08)
2 Có 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 hóa học để nhận biết 3 bình này mà chỉ được dùng thêm dung dịch HCl và dung dịch Ba(NO3)2 làm thuốc thử
Bài 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 khí H2 ở đktc Mặt khác cho 0,2 mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 6,16 lít Cl2 ở đktc Xác đinh khối lượng mỗi kim loại trong 20,4 gam hỗn hợp X?
-Hết -
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm
Trang 2TRƯỜNG THPT NGÔ GIA TỰ
――――――
KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2010 – 2011
MÔN HÓA HỌC 10 Dành cho học sinh trường THPT không chuyên
———————————
Đáp án có 03 trang
Bài 1
(1,5đ)
Hoàn thành các phương trình:
a) 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
b) 2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc t o→ 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O
c) Fe3O4 + 3H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 3H2O
d) (5x-2y)FeO + (16x-6y)HNO3 → (5x-2y)Fe(NO3)3 + NxOy + (8x-3y)H2O
(5x-2y) Fe+2 →Fe+3+1e
1
2 5
(5 2 )
y x
+
e) 2FeS2 + 14H2SO4 đặc t o→ Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O
FeS →Fe+ + S+ + e
11 S+6+2e→S+4
f) CO2 + H2O + CaOCl2 → CaCO3 + CaCl2 + HClO
Bài 2
(1 đ)
Đốt cháy muối sunfua:
MS + (n+4)O2
o
t
→ M2On + 2SO2
Giả sử phản ứng trên tạo thành 1 mol M2On
Ta có phương trình phản ứng:
M2On + H2SO4 → M2(SO4)n + H2O
2M + 16n 98n 2M + 96n (gam)
Theo ĐL BTKL:
98 100
29, 4
n
n
m =m = M+ n (gam)
Theo bài ra ta có phương trình:
2 96 34, 483 2 96 34, 483
2 349,33 100 253, 33 65, 517
+ Giải ra ta được: M = 18,67n Vậy n = 3; M = 56 (Fe) là thỏa mãn
MS là FeS (sắt sunfua)
Bài 3
(2 đ) Các phương trình phản ứng xảy ra:
2NaBr + H2SO4 đặc t o→ Na2SO4 + 2HBr (1)
2HBr + H2SO4 đặc t o→ SO2↑ + Br2 + 2H2O (2)
2NaI + H2SO4 đặc t o→ Na2SO4 + 2HI (3)
8HI + H2SO4 đặc t o→ H2S↑ + 4I2 + 4H2O (4)
Vậy hỗn hợp khí A là: SO2 và H2S
Hai khí tác dụng vừa đủ với nhau:
SO2 + 2H2S t o→ 3S↓ + 2H2O (5)
(c.rắn màu vàng) (chất lỏng)
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑ (6)
Dung dịch B: dung dịch NaOH
Hấp thụ vừa đủ CO2 vào dung dịch B (Không mất tính tổng quát, giả sử tạo 2 muối):
CO2 + NaOH → NaHCO3 (7)
x x x (mol)
Trang 3CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (8)
y 2y y (mol)
84 106 9, 5 0, 05
⇔
Suy ra: Số mol H2O = số mol NaOH = x + 2y = 0,015 (mol)
Vậy hỗn hợp A gồm: 2
2
: 0,15( ) : 0, 075( )
Theo các phương trình (1),(2),(3),(4) ta có:
r 2.0, 075 0,15( )
8.0,15 1, 2( )
NaB
NaI
Vậy khối lượng muối ban đầu là:
r 0,15.103 1, 2.150 195, 45( )
Bài 4
(2 đ)
1 Phương pháp sunfat là phương pháp điều chế một số axit theo phương trình tổng quát :
2NaX + H2SO4 đặc t o→ Na2SO4 + 2HX↑
Trong các chất: HF, HCl, HBr, HI chỉ có HF và HCl điều chế được theo phương pháp
sunfat:
NaF (rắn) + H2SO4 (đặc) t o→ Na2SO4 + HF↑
NaCl (rắn) + H2SO4 (đặc) t o→ Na2SO4 + HCl↑
HBr, HI không điều chế được theo phương pháp này vì HBr, HI là chất khử mạnh, khi
sinh ra sẽ phản ứng ngay với H2SO4 đặc nóng:
2HBr + H2SO4
o
t
→ SO2 + Br2 + 2H2O 8HI + H2SO4
o
t
→ H2S + 4I2 + 4H2O
2 So sánh bán kính các ion:
Cấu hình electron của các ion như sau:
Li+ (Z=3): 1s2
Na+ (Z=11): 1s22s22p6
K+ (Z=19): 1s22s22p63s23p6
Be2+ (Z=4): 1s2
Mg2+ (Z=12): 1s22s22p6
Ta so sánh như sau:
Li+ và Be2+ có cùng cấu hình electron, vậy hạt nào có điện tích hạt nhân lớn hơn thì hạt đó
có bán kính nhỏ hơn => Be2+ < Li+
Na+ và Mg2+ cũng so sánh tương tự => Mg2+ < Na+
Li+ nhỏ hơn Mg2+ do cấu hình electron kém một lớp electron
Na+ nhỏ hơn K+ do cấu hình electron kém một lớp electron
Vậy: Be2+ < Li+ < Mg2+ < Na+ < K+
Bài 5
(2 đ)
1 Tính bán kính nguyên tử của Ca ở 20oC
1 mol (hay 6,022.10-3 nguyên tử) Ca ở 20oC có thể tích là: 40, 08 3
( )
1, 55 cm
Do thể tích nguyên tử Ca chỉ chiếm 74% thể tích tinh thể nên:
Thể tích thực của 1 nguyên tử Ca là: Vngtử = 23
23
74 40, 08 1
100 1, 55 6, 022.10
−
Coi nguyên tử Ca có dạng hình cầu Biết
1, 965.10 ( ) 1, 965
V
π
−
Vậy Ca có bán kính gần đúng là 1,965 A o
Trang 42 Để nhận biết 3 dung dịch hỗn hợp ta có bảng sau:
Hóa chất
Thuốc thử
(1)Na2CO3 và K2SO4 (2)NaHCO3 và K2CO3 (3)NaHCO3 và K2SO4
HCl ↓ tan một phần, có ↑
không màu
↓ tan hoàn toàn, có ↑ không màu
↓ không tan, có ↑ không màu Các phương trình hóa học đã xảy ra:
+ Đối với (1):
Ba(NO3)2 + Na2CO3 → BaCO3↓ + 2NaNO3
Ba(NO3)2 + K2SO4 → BaSO4↓ + 2NaNO3
BaCO3↓ + 2HCl → BaCl2 + CO2↑ + H2O
BaSO4↓ + HCl → Không pư
+ Đối với (2):
Ba(NO3)2 + K2CO3 → BaCO3↓ + 2KNO3
BaCO3↓ + 2HCl → BaCl2 + CO2↑ + H2O
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O
+ Đối với (3):
Ba(NO3)2 + K2SO4 → BaSO4↓ + 2KNO3
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O
BaSO4↓ + HCl → Không pư
Bài 6
(1,5 đ)
Gọi x, y, z lần lượt là số mol Zn, Fe, Al trong 20,4 gam hỗn hợp:
65x + 56y + 27z = 20,4 (1)
Số mol H2 = 10, 08 0, 45( )
= Theo ĐLBT electron ta có phương trình:
2x + 2y + 3z = 0,45.2 = 0,9 (2)
Gọi kx, ky, kz lần lượt là số mol Zn, Fe, Al trong 0,2 mol hỗn hợp:
kx + ky + kz = 0,2 (3)
0,2 mol hỗn hợp kim loại tác dụng vừa đủ với 6,16 0, 275( )
Theo ĐLBT electron ta có phương trình:
2kx + 3ky + 3kz = 0,275.2 = 0,55 (4)
Từ (3) và (4) rút ra: (3): x z 0, 2 4
Rút ra ta được: 3x - y - z = 0 (5)
Giải hệ (1), (2), (5) ta được:
Z 6,5( ) 0,1
0, 2 11, 2( )
n Fe Al
x
=