Chọn 7 chất khác nhau mà khi cho 7 chất đó lần lượt tác dụng với dung dịch HCl có 7 chất khí khác nhau thoát ra.. Chọn các chất khác nhau mà khi cho mỗi chất đó tác dụng với dung dịch H2
Trang 1ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CỤM
NĂM HỌC 2011 – 2012
Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian phát đề)
(Đề thi gồm 02 trang)
Câu I: (5,0 điểm)
1 Chọn 7 chất khác nhau mà khi cho 7 chất đó lần lượt tác dụng với dung dịch HCl có 7 chất khí khác nhau thoát ra Viết các phương trình phản ứng minh hoạ
2 Chọn các chất khác nhau mà khi cho mỗi chất đó tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư đều cho sản phẩm là Fe2(SO4)3,SO2 và H2O Viết các phương trình hóa học
3 Hãy so sánh tính axit, tính oxi hoá và tính bền của các axit sau:
a HF, HCl, HBr, HI b.HClO, HClO2, HClO3, HClO4
Câu II: (2,5 điểm)
1.Cân bằng các phản ứng oxi hoá khử sau đây bằng phương pháp thăng bằng electron:
a FeSO4 + H2SO4 + KMnO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
b Al + HNO3 Al(NO3)3 + N2O + N2 + H2O ( với tỉ lệ số mol
2
2
N
O N
=
3
2
)
c FexOy + HNO3 Fe(NO3)3 + NaOb + H2O
2 Khi cho 9,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc thấy có 49 gam H2SO4 tham gia phản ứng tạo MgSO4, H2O và 1 sản phẩm khử X Xác định X?
Câu III: (3,0 điểm)
1 Cho lần lượt từng chất: Fe, BaO, Al2O3 và KOH vào lần lượt các dung dịch: NaHSO4, CuSO4 Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra
2 Một hỗn hợp gồm Al, Fe, Cu và Ag Bằng phương pháp hoá học hãy tách rời hoàn toàn các kim loại
ra khỏi hỗn hợp trên
3 Có 5 lọ mất nhãn đựng 5 dung dịch: NaOH, KCl, MgCl2, CuCl2, AlCl3 Hãy nhận biết từng dung dịch trên mà không dùng thêm hoá chất khác Viết các phương trình phản ứng xảy ra
Câu IV: (2,5 điểm)
1 Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt các loại là 60, số hạt mang điện trong hạt nhân bằng số hạt không mang điện Nguyên tử của nguyên tố Y có 11 electron p Nguyên tử nguyên tố Z có 4 lớp electron và 6 electron độc thân
(a) Dựa trên cấu hình electron, cho biết vị trí của các nguyên tố trên trong bảng hệ thống tuần hoàn
(b) So sánh (có giải thích) bán kính của các nguyên tử và ion X, X2+ và Y-
2 Vẽ hình để mô tả cách tiến hành thí nghiệm điều chế khí HCl bằng những hóa chất và dụng cụ đơn giản có sẵn trong phòng thí nghiệm sao cho an toàn Ghi rõ các chú thích cần thiết
Câu V: (2,5 điểm )
Đốt cháy a gam một sunfua kim loại M hoá trị II thu được chất rắn A và khí B Hoà tan hết A bằng lượng dung dịch H2SO4 24,5% thu được dung dịch muối có nồng độ 33,33% Làm lạnh dung dịch này tới nhiệt
độ thấp tách ra 15,625 gam tinh thể T, phần dung dịch bão hoà có nồng độ 22,54%
1 Hỏi M là kim loại gì?
2 Xác định công thức tinh thể T biết a =12 gam
Câu VI: (2,5 điểm)
Để xác định thành phần dung dịch A có chứa các muối NaCl; NaBr; NaI, người ta làm ba thí nghiệm sau:
TN1: lấy 20 ml dung dịch A đem cô cạn thu được 1,732 gam muối khan
Trang 2TN2: Lấy 20 ml dung dịch A lắc kĩ với nước brom dư, sau đó cô cạn dung dịch thì thu được 1,685 gam muối khan
TN3: Lấy 20 ml dung dịch A, sục khí clo tới dư, sau đó đem cô cạn dung dịch thì thu được 1,4625 gam muối khan
1 Tính nồng độ mol/ l của mỗi muối trong dung dịch A
2 Từ 1 m3 dung dịch A có thê điều chế bao nhiêu kg Br2, I2
Câu VII: (2,0 điểm) Hãy giải bài tập sau bằng 1 đến 3 cách khác nhau:
Cho m gam FexOy tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nóng tạo thành dung dịch X và 2,24 l khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc ) Cô cạn dung dịch X thu được 120 gam một muối khan
Tính m và xác định công thức của FexOy
Cho: Ca = 40 ; O = 16 ; Cl = 35,5 ; Br = 80 ; S = 32 ; C = 12 ; H = 1 ; Mg =24 ; Zn =65 ;
Cu = 64 ; Fe =56; Na = 23 ; S = 32 ; I =127
- Hết
- Thí sinh không được sử dụng bảng HTTH các nguyên tố hoá học, bảng tính tan.
- Giám thị coi thi không giải thích gì thêm.
Họ và tên thí sinh: Số báo danh:
Trang 3HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CỤM
NĂM HỌC 2011 – 2012 Môn: HÓA HỌC LỚP 10
I
5,0đ
II
2,5đ
1
1,75đ
Các chất rắn có thể chọn lần lượt là: Zn; FeS; Na2SO3; CaCO3; MnO2; CaC2; Al4C3
Các ptpư: Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
FeS + 2HCl FeCl2 + H2S
Na2SO3 + 2HCl 2NaCl + SO2 + H2O MnO2 + 4HCl đặc t 0
MnCl2 + Cl2 + 2H2O CaC2 + 2HCl CaCl2 + C2H2
Al4C3 + 12HCl 4AlCl3 + 3CH4
(mỗi pthh cho 0,25)
2
1,75đ
Các chất rắn có thể chọn: Fe;FeO;Fe3O4;Fe(OH)2;FeS;FeS2;FeSO4 Các pthh :
2Fe + 6H2SO4(đặc) t0
Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 2FeO + 4H2SO4(đặc) t0
Fe2(SO4)3+SO2+ 4H2O 2Fe3O4 + 10H2SO4(đặc) t0
3 Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O 2Fe(OH)2 + 4H2SO4(đặc) t0
Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O 2FeS + 10H2SO4(đặc) t0
Fe2(SO4)3 + 9SO2 + 10H2O 2FeS2 + 14H2SO4(đặc) t0
Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O 2FeSO4 + 2H2SO4(đặc) t0
Fe2(SO4)3 + SO2+ 2H2O
Mỗi pt đúng cho 0,25 đ mỗi pt không cân bằng hoặc cân bằng sai đều trừ 0,125 đ 2a
0,75đ
Trong dãy HF, HCl, HBr, HI Tính axit mạnh dần
Tính khử tăng dần tức tính oxi hoá giảm dần Tính bền nhiệt giảm dần
0,25 0,25 0,25 2b
0,75đ
Trong dãy HClO, HClO2, HClO3,HClO4 Tính axit mạnh dần
Tính oxi hoá giảm dần Tính bền nhiệt tăng dần
0,25 0,25 0,25 1a
0,5đ
10 FeSO4 + 8H2SO4 +2 KMnO4 Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4
+ 8H2O
5 2Fe 2 Fe 3
+ 2e
2 Mn 7 + 5e Mn 2
0,25
0,25
1b
0,5đ
46 Al + 168HNO3 46Al(NO3)3 +6N2O + 9N2 + 84H2O (*) 8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (1)
8 Al Al 3 + 3e
3 2N 5 N 1
2
+ 8e 10Al + 36HNO3 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O (2)
10 Al Al 3 + 3e
3 2N 5 N2 + 10e lấy (1)*2 + (2) *3 ta thu được (*)
0,25 0,25
1c (5a-2b)FexOy+(18ax-6bx-2ay)HNO3 (5a-2b)Fe(NO3)3 + (3x-2y)NaOb
Trang 4+ (9ax-3bx-ay)H2O (5a-2b) Fe y x
x
/ 2
xFe 3 + (3x-2y)e (3x-2y) aN 5 + (5a-2b) e N b a
a2 /
0,25 0,25
2
1đ
Số mol Mg = 0,4 mol
Mg Mg 2 + 2e 0,4 0,4 0,8(mol)
số mol H2SO4 là 0,5 mol , theo phương trình trên số mol của SO2
4 tạo muối là 0,4 mol SO2
4 tạo khí là 0,1 mol
S 6 +(6-a)e Sa
0,1 (6-a).0,1(mol) theo định luật bảo toàn electron 0,8 = (6-a).0,1 a =-2 vậy sản phẩm khử là: H2S
0,25
0,25
0,25 0,25
III
3,0đ
1
1,0đ
* Với NaHSO4 : Fe + 2NaHSO4 → FeSO4 + Na2SO4 + H2
BaO + 2NaHSO4 → BaSO4 + Na2SO4 + H2O
Al2O3 + 6NaHSO4 → Al2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 3H2O 2KOH + 2NaHSO4 → K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O
* Với CuSO4 : Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu BaO + H2O → Ba(OH)2
Ba(OH)2 + CuSO4 → BaSO4↓ + Cu(OH)2↓
Al2O3 + CuSO4 → không phản ứng 2KOH + CuSO4 → K2SO4 + Cu(OH)2↓
0,125đ/
PT đúng
2
1,0đ
Cho hỗn hợp tan trong NaOH dư, Fe , Cu và Ag không tan:
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑ Thổi CO2 vào dung dịch nước lọc:
NaAlO2 + CO2 + 4H2O → NaHCO3 + Al(OH)3↓ Lọc tách kết tủa rồi nung ở nhiệt độ cao:
2Al(OH)3 t0 Al2O3 + 3H2O Điện phân Al2O3 nóng chảy thu được Al: 2Al2O3 dfnc 4Al + 3O2↑ Cho hỗn hợp Fe , Cu và Ag không tan ở trên vào dung dịch HCl dư Cu và
Ag không tan
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Lấy dung dịch thu được cho tác dụng với NaOH dư, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi, dẫn luồng khí CO dư đi qua thu được Fe : HCl + NaOH → NaCl + H2O
FeCl2 + 2NaOH → 2NaCl + Fe(OH)2↓ 2Fe(OH)2 + 1/2O2 t0 Fe2O3 + 2H2O
Fe2O3 + 3CO t0 2Fe + 3CO2
Hỗn hợp Cu, Ag nung trong oxi đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn CuO và Ag Hòa tan trong dung dịch HCl dư, lọc lấy Ag không tan, dung dịch thu đem điện phân lấy Cu, hoặc cho tác dụng với NaOH dư, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi, dẫn luồng khí CO dư đi qua thu được Cu: HCl + NaOH → NaCl + H2O
CuCl2 + 2NaOH → 2NaCl + Cu(OH)2↓ Cu(OH)2 t0 CuO + H2O
CuO + CO t0 Cu + CO2
0,25
0,25
0,5
Trang 51,0đ
- Dung dịch có màu xanh lam là CuCl2
- Lấy dung dịch CuCl2 cho tác dụng với 4 dung dịch còn lại, dung dịch nào tạo kết tủa xanh lam là NaOH:
CuCl2 + 2NaOH → 2NaCl + Cu(OH)2↓
- Lấy dung dịch NaOH, cho tác dụng với 3 dung dịch còn lại:
+ dung dịch nào không có kết tủa là KCl + dung dịch nào có kết tủa trắng là MgCl2
MgCl2 + 2NaOH → 2NaCl + Mg(OH)2↓
+ dung dịch nào có kết tủa trắng, kết tủa tan trong kiềm dư là AlCl3
AlCl3 + 3NaOH → 3NaCl + Al(OH)3↓
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
0,25 0,25 0,25
0,25
IV
1a
0,75đ
a) Xác định vị trí dựa vào cấu hình electron:
2ZXNX 60 ; ZX NX ZX 20,
X là canxi (Ca), cấu hình electron của 20Ca : [Ar] 4s2
Cấu hình của Y là 1s22s22p63s23p5 hay [Ne] 3s2 3p5 Y là Cl Theo giả thiết thì Z chính là crom, cấu hình electron của 24Cr : [Ar] 3d5 4s1
STT Chu kỳ nguyên tố Nhóm nguyên tố
0,25 0,25 0,25
1b
0,75đ
b) Trật tự tăng dần bán kính nguyên tử: RCa2 RCl R Ca
Bán kính nguyên tử tỉ lệ với thuận với số lớp electron và tỉ lệ nghịch với số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử đó
Bán kính ion Ca2+ nhỏ hơn Cl- do có cùng số lớp electron (n = 3), nhưng điện tích hạt nhân Ca2+ (Z = 20) lớn hơn Cl- (Z = 17) Bán kính nguyên tử Ca lớn nhất do có số lớp electron lớn nhất (n = 4)
0,25 0,25 0,25
2
1,0đ
Xem hình :
Yêu cầu -Hóa chất đúng, đủ
- Điều kiện phản ứng (hóa chất và nhiệt độ)
- An toàn (bông tẩm xút)
- Mỹ thuật
(0,254 )
Trang 61,5đ
MO + H2SO4 MSO4 + H2O
1 1 1 (mol)
Tính khối lượng dung dịch của H2SO4 = 400
5 , 24
100 98
Khối lượng dung dịch sau phản ứng = 400 + M+16 = (M+ 416) gam
416
100 )
96 (
M M
M = 64 vậy M là Kim loại Cu
0,25
2
1đ
2CuS + 3O2 2CuO + 2SO2
0,125 0,125 (mol) CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O
5 , 24
100 98 125 , 0
Khối lượng dung dịch sau khi kết tinh = 60 - 15,625 = 44,375 gam gọi m là khối lượng chất tan của CuSO4 còn lại trong dung dịch
375 ,
m
m = 10 gam vậy khối lượng CuSO4 tách ra = 0,125.160 -10 = 10 gam
mà CuSO4.xH2O CuSO4
(160+ 18x) 160 gam
x= 5 Vậy T là CuSO4.5H2O
0,25
0,25
0,25
0,25
VI
2,5đ
2đ
Gọi x,y,z lần lượt là số mol của NaCl, NaBr, NaI trong 20 ml dd A TN1: Khối lượng tổng muối khan thu được là khối lượng của 3 muối : 58,5x+ 103y + 150z = 1,732 (I)
TN2: có phản ứng : Br2+ 2NaI 2NaBr +I2 (1)
y y vậy khối lượng muối khan thu được là tổng khối lượng NaCl, NaBr ( gồm
cả NaBr ban đầu và NaBr mới sinh ở phản ứng (1), do đó ta có:
58,5x + 103(y+x) = 1,685 (II) TN3: ta có phản ứng Cl2+ 2NaBr 2NaCl +Br2 (2)
Cl2+ 2NaI 2NaCl + I2 (3)
Vậy khối lượng muối khan là tổng khối lượng NaCl( bao gồm NaCl ban đầu và cả NaCl tạo ra ở phản ứng (2) và (3), do đó ta có:
58,5( x+y+x) = 1,4625 (III) kết hợp I,II,III ta có hệ phương trình 3 ẩn và giải ta có :
x = 0,02 y = 0,004 và z =0,001 nồng độ các muối:
02 , 0
02 , 0
0,25
0,25 0,25
0,25 0,5
Trang 7[NaBr] = 0 , 2M
02 , 0
004 , 0
02 , 0
001 , 0
0,5
2 0,5đ
mBr2 = 0,02.1000.80 = 16000 gam = 16 kg
VII
2 đ
Học sinh có thể làm theo một trong các cách sau
- Bảo toàn electron
- Phương pháp quy đổi
- Bảo toàn nguyên tố, bảo toàn nguyên tử
- Cân bằng phương trình và tính theo phương trình
Học sinh làm một cách đúng được 1điểm Thêm một cách khác được 0,5điểm
Cách
1
) ( 3 , 0 400
120
3 4
n Fe SO
) ( 1 , 0 4 , 22
24 , 2
PP bảo toàn nguyên tố:
Tổng số mol S n S n H2SO4 n SO2 3n Fe2(SO4)3 1(mol)n H2O
Theo BTKL ta có
m m H SO m Fe SO m SO m H O
2 2 3 4 2 4
2 ( )
m = 120 + 0,1 x 64 + 1x 18 - 98 = 46,4 (gam)
) ( 6 , 0 2
3 4
2 ( ) mol n
n Fe Fe SO
mFe = 0,6 x 56 = 33,6 (gam)
) ( 8 , 0 16
6 , 33 4 , 46
mol
n O
4
3 8 , 0
6 , 0
O
Fe n
n y
x
Công thức của oxit là Fe3O4 Tương tự: HS giải cách khác đúng được 0,5đ
0.5đ
0.5đ
Lưu ý:
- Phương trình hóa học thiếu cân bằng hoặc thiếu điều kiện (nếu có) hoặc cân bằng sai, hoặc sai sót cả cân bằng và điều kiện trừ 1/2 số điểm của phương trình đó
- Bài tập giải theo cách khác bảo đảm đúng thì vẫn được điểm tối đa Nếu viết phương trình sai hoặc không cân bằng hoặc cân bằng sai thì những phần tính toán liên quan đến phương trình hóa học đó dù có đúng kết quả cũng không cho điểm