Tìm công thức phân tử của Z.. Viết cấu hình electron của các ion tạo ra từ M 2.. Lưu huỳnh đioxit là một trong những chất khí chủ yếu gây ra những cơn mưa axit.. Mưa axit đã gây tổn thất
Trang 1TRƯỜNG THPT HOÀNG VĂN THỤ
TỔ: HÓA–SINH - KTNN
(ĐỀ CHÍNH THỨC)
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10
NĂM HỌC 2015-2016
ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC
(Thời gian làm bài:180 phút,không kể thời gian giao đề)
Câu 1: (6 điểm)
chiếm 6,667% khối lượng Trong hạt nhân nguyên tử M có n = p + 4, còn trong hạt nhân của R có n, = p,, Trong đó n, p, n,, p, là số nơtron và proton tương ứng của M và R Biết rằng tổng số hạt proton trong phân tử (Z) bằng 84 và a + b = 4
a Tìm công thức phân tử của (Z).
b Viết cấu hình electron của các ion tạo ra từ M
2 Trong tự nhiên clo có hai đồng vị là 1735Cl và 37
17Cl với nguyên tử khối trung bình của
clo là 35,5
17Cl có trong KClO3 (với K là đồng vị
K
39
8O )
chất?
c Xác định loại liên kết của Cl với Hiđro trong hợp chất HCl và của Clo với oxi trong hợp chất Cl2O7 ( biết Cl=3,16 ; H 2 , 20; O3, 44 )
Câu 2: (4 điểm) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:
a As2S3+ HNO3 + H2O H3AsO4+ NO + H2SO4
b KNO2 + KMnO4 + H2SO4
c P + NH4ClO4 H3PO4 + N2 + Cl2 + H2O
Câu 3: (4,5 điểm)
1 Lưu huỳnh đioxit là một trong những chất khí chủ yếu gây ra những cơn mưa axit Mưa axit đã gây tổn thất nghiêm trọng cho những công trình được làm bằng thép, đá Hãy giải thích quá trình tạo thành mưa axit và phá hủy các công trình bằng đá, thép của lưu huỳnh đioxit và viết các phương trình phản ứng để minh họa.
2 Chỉ dùng một thuốc thử khác hãy nhận biết các dung dịch đựng trong các lọ riêng biệt bị mất nhãn sau: K2SO4, KCl, H2SO4, BaCl2, HNO3,KOH,K2SO3
Câu 4: (5,5 điểm)
Hỗn hợp X gồm Mg và kim loại R Nếu cho 12 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 6,72 lít khí (đktc) Mặt khác nếu cho 24 gam hỗn hợp X tác dụng với khí clo dư thu được 77,25 gam hỗn hợp muối.
1 Xác định tên kim loại R.
Tính m
HẾT
Trang 2ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC 10 NĂM HỌC : 2015-2016
ĐIỂM Câu 1: ( 6 điểm)
1
(3 điểm)
a Số khối của M : p + n = 2p + 4
Số khối của R : p, + n, = 2p,
% 93,333 14
R
,
(2 4) 14
bp
a p => 14bp, = a(p + 2) (1) mặt khác ap +bp, = 84 (2)
a + b = 4 (3)
Nếu a =1 , b = 3 , MR3 ; a =2 , b = 2 , M2R2 ; a =3 , b = 1 , M3R
Trường hợp 1: a = 1;b =3 từ (1) và (2) ta có p, =86
45 loại
Trường hợp 2: a = 2;b =2 từ (1) và (2) ta có p, = 44
45 loại
Trường hợp 1: a = 3;b =1 từ (1) và (2) ta có p, =6 nhận
Vậy (Z) là Fe3C
0,25 đ 0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ 0,25 đ
0,25 đ 0,25 đ
0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ
b Cấu hình electron của ion Fe2+ là: 1s22s22p63s23p63d6
Cấu hình electron của ion Fe3+ là: 1s22s22p63s23p63d5
0,25đ 0,25 đ 2
(3 điểm )
a.
Goị % số nguyên tử của 1735Cl là x% và 37
17Cl là y%
ACl = 35.x 10037.y =35,5 (1) x = 75%
x + y = 100 (2) y = 25%
phần phần trăm về khối lượng 1735Cl có trong KClO3
% 35
17ClKClO3 =
35 , 5 16 3 39
35 75
21,43%
0,25đ
0,25 đ 0,25 đ 0,75 đ
b
Trang 3O
Công thức elctron: H :O: C l: O
O O
Công thức cấu tao: H-O-Cl = O Hay H-O-Cl O
O O
Số oxi hóa của clo là +7
0,5 đ
0,5đ
c Trong hợp chất HCl có 0,4< HCl= 3,16-2,20=0,96<1,7 nên liên kết giữa H-Cl
là liên kết cộng hóa trị có cực
Trong hợp chất Cl2O7có = 3,44-3,16=0,28 <0,4 nên liên kết giữa Cl và O là
liên kết cộng hóa trị không cực
0,25đ
0,25đ
Câu 2: ( 4 điểm ) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron a)
+5 +5 +2 +6 a) As2S3+ HNO3 + H2O H3AsO4+ NO + H2SO4
3x As2S3 2 5
As + 36
28x 5
N + 3e 2
N
Cân bằng
3As2S3+ 28HNO3 + 4H2O 6H3AsO4+ 28NO + 9H2SO4
0,25 đ
0,5 đ
0,25 đ
N O2 + KMn O7 4 + H2SO4 KN O5 3 + Mn SO2 4 + K2SO4 + H2O 5x N3 N5 + 2e
2x Mn7 + 5e Mn2
5KNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 5KNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
0,25 đ
0,5 đ
0,25 đ
P + NH4ClO4 H3P O5 4 + N o 2 + Clo 2+ H2O
8x P o P + 5e5
5x 2 NH4ClO4 + 8e N o 2 + Clo 2 + 8H+ + 8O-2
8P + 10NH4ClO4 8H3PO4 + 5N2 + 5Cl2 + 8H2O
0,25 đ
0,5 đ
0,25 đ
xOy + H5
N O3 3
Fe (NO3)3 + NzOt + H2O
(5z-2t) FexOy - (3x-2y) e xFe+3 + yO-2 (3x-2y) zN+5+ tO-2+ (5z-2t) e N z O t (5z – 2t)FexOy + (18xz – 6xt – 2yz)HNO3
x(5z – 2t) Fe(NO3)3 + (3x – 2y) NzOt + (9xz – 3xt -yz) H2O
0,25 đ
0,5 đ
Trang 40,25 đ Cõu 3: ( 4,5 điểm )
2SO2 + O2 2SO3
Sau đú lưu huỳnh trioxit gặp hơi nước biến thành cỏc giọt mự axit theo
nước mưa rơi xuống đất tạo mưa axit
SO3 + H2O H2SO4
Sau đó lu huỳnh trioxit gặp hơi nớc biến thành các giọt mù axit theo
Axit sunfuric gõy tổn hại cho cỏc cụng trỡnh bằng thộp (thành phần chủ yếu
là sắt), đỏ (CaCO3):
H2SO4 + Fe FeSO4 + H2
H2SO4 + CaCO3 CaSO4 + H2O +CO2
0,25 đ
0,25 đ
0,25 điểm 0,25 điểm
2. Lấy mỗi chất 1 ớt ra ống nghiệm làm mẫu thử
Cho quỳ tớm vào lần lượt từng mẫu,ta cú 3 nhúm
Nhúm 1: làm quỳ tớm húa xanh : KOH , K2SO3
Nhúm 2: làm quỳ tớm húa đỏ : HNO3,H2SO4
Nhúm 3: khụng làm đổi màu quỳ tớm: K2SO4, KCl, BaCl2,
- Lấy 1 trong 2 lọ ở nhúm 2 đổ vào cỏc lọ ở nhúm 3,lọ nào thấy cú kết tủa trắng
khụng tan trong axit dư là BaCl2
Ba2+ + SO2
4 BaSO4
- Dựng lọ đựng BaCl2 đó nhận biết được đổ vào 2 lọ cũn lại của nhúm 3,lọ nào tạo
kết tủa trắng là lọ K2SO4,,cũn lại là lọ KCl
Ba2+ + SO2
4 BaSO4
- Dựng lọ đựng BaCl2 đó nhận biết đổ vào 2 lọ của nhúm 2,lọ nào tạo kết tủa trắng
là lọ H2SO4, cũn lại là lọ HNO3
CO Ba BaCO
- Dựng lọ đựng BaCl2 đó nhận biết đổ vào 2 lọ của nhúm 1,lọ nào tạo kết tủa trắng ,
sau đú tan ra và tạo khớ mựi hắc khi nhỏ dung dịch axit vào là lọ K2SO3, lọ cũn lại
là KOH
Ba2+ + SO2
3 BaSO3
BaSO3 + H+ Ba2+ + H2O + SO2
0,5 đ 0,75 đ
0,75 đ
0,5 đ
0,5 đ
0,5 đ
Cõu 4: ( 5,5 điểm )
1 Nếu R đứng trước Hiđro trong dóy hoạt động húa học
Đặt nMg=x và nM = y
-Ta cú PTHH: Mg + 2HCl MCl2 + H2 (1) 0,125 đ
Trang 5x x (mol)
2M + 2nHCl 2MCln + nH2 (2)
y 0,5ny (mol)
nH2 = x + 0,5ny = 226,72,4 = 0,3 mol 2x + ny = 0,6 (*)
Mg + Cl2 MgCl2
2x 2x (mol)
2M + mCl2 2MClm
2y my (mol)
BTKL: mCl2 = 77,25-24 = 53,25 nCl2 = 2x + my =
71
25 , 53
0,75mol (**) Lấy (**)-(*): (m-n).y=0,15
Trường hợp 1: m=2 và n=1 và y=0,15; x=0,225
Mặt khác mhỗn hợp = 24x + My = 12 M = 44 (loại)
Trường hợp 2: m=3,n=2 và y=0,15 x=0,15
Mặt khác mhỗn hợp = 24x + My = 12 M =
15 , 0
15 , 0 24 12
56 M là Fe
0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ
0,125 đ
0,25 đ
2 Trong 2,4 gam hỗn hợp X thì nMg=0,03mol và nFe = 0,03mol
Mg (0,03 mol) H2SO 4 MgSO4 0,03mol + H2O + SO2
Fe (0,03 mol) Fe2(SO4)3 0,015 mol
Quá trình oxi hóa: Mg o 2
Mg +2e Quá trình khử 6
S + 2e S4
0,03 0,06 2a a
Fe o 3
Fe +3e
0,03 0,09
Bảo toàn electron 0,06 + 0,09 = 2a a = 0,075
Ta có PTHH: SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4
0,075 0,075
VBr2 = 0,0075,1 = 0,75 lít = 750 ml
0,125 đ
3x 0,125 đ
0,125 đ
0,125 đ
H2SO4 ban đầu = 0,2 mol
Bảo toàn nguyên tố lưu huỳnh:
nH2SO4 phản ứng = 0,03 + 0,015.3 +0,075 = 0,15
Vậy trong dd X có: MgSO4 (0,03 mol); Fe2(SO4)3 0,015 mol và H2SO4 dư (0,05 mol)
n SO2 = 0,03 + 0,015.3 + 0,05 = 0,125 mol
PTHH: Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2
0,03 0,03 (mol)
Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3
0,03 0,03 (mol)
Ba2+ + SO2
4 BaSO4
0,125 0,125 (mol)
m = 0,03.58 + 0,03.107 + 0,125.233 = 34,075 gam
0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ
0,125đ
Câu 4: ( 5,5 điểm )
1 Nếu R đứng sau Hiđro trong dãy hoạt động hóa học
Đặt nMg=x và nM = y
Trang 6-Ta có PTHH: Mg + 2HCl MCl2 + H2
0,3 0,3 (mol)
Mg + Cl2 MgCl2
0,6 0,6 (mol)
2M + mCl2 2MClm
2y my (mol)
BTKL: mCl2 = 77,25-24 = 53,25 nCl2 = 0,6+ my =
71
25 , 53
0,75mol (**)
my=0,15 mol y=
m
15 , 0
Mặt khác mhỗn hợp = 24x + My = 12 My = 4,8 M = 40,,815.m =32m
Trường hợp 1: m=1, M = 32 (Loại)
Trường hợp 2: m=2, M=64 (nhận) M là Cu và y= 0,075 mol
Trường hợp 2: m=3, M=96 (loại)
0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ
0,125 đ 0,25 đ 0,125 đ
2 Trong 2,4 gam hỗn hợp X thì nMg=0,06mol và nCu = 0,015mol
Mg (0,06 mol) H2SO 4 MgSO4 0,06mol + H2O + SO2
Cu (0,015mol) CuSO4 0,015 mol
Quá trình oxi hóa: Mg o 2
Mg +2e Quá trình khử 6
S + 2e S4
0,06 0,12 2a a
Cu o 2
Cu +2e
0,015 0,03
Bảo toàn electron 0,12 + 0,03 = 2a a = 0,075
Ta có PTHH: SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4
0,075 0,075
VBr2 = 0,0075,1 = 0,75 lít = 750 ml
0,125 đ
3x 0,125 đ
0,125 đ
0,125 đ
H2SO4 ban đầu = 0,2 mol
Bảo toàn nguyên tố lưu huỳnh:
nH2SO4 phản ứng = 0,06+ 0,015 +0,075 = 0,15
Vậy trong dd X có: MgSO4 (0,06 mol); CuSO4 0,015 mol và H2SO4 dư (0,05 mol)
n SO2 = 0,06+ 0,015 + 0,05 = 0,125 mol
PTHH: Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2
0,06 0,06 (mol)
Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2
0,015 0,015 (mol)
Ba2+ + SO2
4 BaSO4
0,125 0,125 (mol)
m = 0,06.58 + 0,015.98+ 0,125.233 = 34,075 gam
0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ 0,125 đ 0,125đ