Trong điều kiện không có không khí, cho M cháy trong khí Cl2 thu được một chất A và nung hỗn hợp bột (M và S) được một hợp chất B. Bằng các phản ứng hóa học, hãy trình bày phương pháp n[r]
Trang 1TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
MÔN HÓA HỌC 10 NĂM HỌC 2020-2021
ĐỀ SỐ 1
Bài 1 (4 điểm)
1 Xác định công thức các chất và viết phương trình phản ứng biểu diễn theo sơ đồ biến đổi hóa học sau:
2 Đốt cháy hoàn toàn 12,8 gam lưu huỳnh Khí sinh ra được hấp thụ hết bởi 100 ml dung dịch NaOH 20%
(d= 1,28 g/ml) Tìm C% của các chất trong dung dịch thu được sau phản ứng
Bài 2 (2,0 điểm) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron
a) FeCl2 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + Cl2 + + K2SO4 + MnSO4 + H2O
b) Mg + HNO3 Mg(NO3)2 + N2O + N2 + NH4NO3 + H2O
(biết tỉ lệ mol của N2O : N2 : NH4NO3 là 1 : 2: 1)
c) Fe3O4 + HNO3 NxOy + …
d) Al + NaNO3 + NaOH + H2O NaAlO2 + NH3
Bài 3 (2,5 điểm) Từ KMnO4, NaHCO3, Fe, CuS, NaHSO3, FeS2 và dung dịch HCl đặc có thể điều chế được những khí gì? Viết phương trình hoá học
Khi điều chế các khí trên thường có lẫn hơi nước, để làm khô tất cả các khí đó chỉ bằng một hoá chất thì nên chọn chất nào trong số các chất sau đây: CaO, CaCl2 khan, H2SO4 đặc, P2O5 , NaOH rắn Giải thích (Không cần viết phương trình hoá học)
Bài 4 (2,5 điểm) Ion M3+ có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s23p63d5
1 Xác định vị trí (số thứ tự, chu kỳ, nhóm) của M trong bảng tuần hoàn Cho biết M là kim loại gì?
2 Trong điều kiện không có không khí, cho M cháy trong khí Cl2 thu được một chất A và nung hỗn hợp bột (M và S) được một hợp chất B Bằng các phản ứng hóa học, hãy trình bày phương pháp nhận biết thành phần của các nguyên tố có mặt trong các chất A và B
Bài 5 (3 điểm) Cho a gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thu được hỗn hợp A có khối lượng
37,6 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 3,36 lít khí SO2 (đktc)
a) Tính a
b) Tính số mol H2SO4 đã phản ứng
Bài 6: (3 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?
Bài 7 (3 điểm)
Nung a gam hỗn hợp X gồm Fe và S trong điều kiện không có không khí cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn Y Chia Y thành hai phần bằng nhau Cho phần 1 tác dụng với dung dịch HCl
dư thu được hỗn hợp khí Z có d
2
H
Z =13
1 Tính phần trăm khối lượng mỗi chất trong X
Trang 22 Cho phần 2 tác dụng hết với 55 gam dung dịch H2SO4 98%, đun nóng thu được V lít khí SO2 (đktc) và dung dịch A Cho dung dịch A tác dụng hết với dung dịch BaCl2 dư tạo thành 58,25 gam kết tủa Tính a,
V
ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 1 Bài 1:
1 (2,75)
Cl2 + H2 2HCl
X Y
HCl + KOH KCl + H2O
Y A Z
10KCl + 2KMnO4 + 8 H2SO4 5Cl2 + 6K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
Z Q X
3Cl2 + 2Fe t o
2FeCl3
X K
FeCl3 + 3KOH Fe(OH)3 + 3KCl
K A L
2Fe(OH)3 t o
Fe2O3 + 3H2O
L M
Fe2O3 + 3COt o
2Fe + 3CO2
M B
Fe + 2HCl FeCl2 + H2O
Y N
Cl2 + H2O HCl + HClO
X Y
4 HCl + MnO2 t o
MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Y D X
Cl2 + 2KOH KCl + KClO + H2O
X A Z P
=>C% NaHSO3 =
2 (1,25) nS=
2
SO
n = 0,4 mol ;
m (dd NaOH) = 100.1,28 = 128 (gam)
n (NaOH) = 0,64( )
40 100
20 128
mol
2
SO
NaOH
n
n
1,6 tạo ra hai muối
=> tạo ra hỗn hợp 2 muối: NaHSO3: 0,24 (mol) và Na2SO3: 0,16 (mol)
Khối lượng dung dịch sau pư = 128 + 0,4.64 = 153,6 gam
Trang 3C% Na2SO3 = 100% 19,69%
6 , 153
126 24 , 0
Bài 2:
8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O 8NaAlO2 + 3NH3
Bài 3: Hoàn thành các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron
a) 10FeCl2 + 6KMnO4 + 24H2SO4 5 Fe2(SO4)3 + 10Cl2 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 24H2O
5 2 FeCl2 2Fe3 + 2Cl2 + 6e
6 Mn7 + 5e 2
Mn
b) 18Mg + 44HNO3 18Mg(NO3)2 + N2O + 2N2 + NH4NO3 + 20H2O
(biết tỉ lệ mol của N2O : N2 : NH4NO3 là 1: 2 : 1)
18 Mg 2
Mg + 2e
1 7N5 + 36 e N2O
1
+ 2N2 + N3
- Giải thích lí do
Bài 4:
1 Tổng số electron của nguyên tử M là 26 Cấu hình electron đầy đủ 1s22s22p63s23p63d64s2 .Số thứ
tự 26, chu kì 4, nhóm VIIIB M là Fe
% 8 , 10
% 100 6
,
153
104
16
,
0
c)
Fe3O4 3Fe+3 + 1e
xN+5 + (5x-2y)e NxOy
(5x-2y)
1
+2y/x
(5x-2y) Fe3O4 + (46x-18y)HNO3 NxOy + (15x-6y)Fe(NO3)3 + (23x-9y)H2O
d)
Al Al+3 + 3e
N-3
N+5 + 8e
8 3
- Các khí có thể điều chế được gồm O2, H2S, Cl2, CO2, SO2
- Các phương trình hoá học:
2KMnO4 t o
K2MnO4 + MnO2 + O2 NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
2KMnO4 + 16HCl 5Cl2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
NaHSO3 + HCl NaCl + H2O + SO2
FeS2+ 2HCl FeCl2 + H2S + S
- Để làm khô tất cả các khí mà chỉ dùng một hoá chất thì ta chọn CaCl2 khan Vì chỉ có CaCl2 khan hấp thụ hơi nước mà không tác dụng với các khí đó
Trang 42 - Fe cháy trong khí clo: 2Fe + 3Cl2 t 0
2FeCl3 Hòa tan sản phẩm thu được vào nước thu được dung dịch Lấy vài ml dung dịch cho tác dụng với dung dịch AgNO3, có kết tủa trắng chứng tỏ có gốc clorua:
FeCl3 + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + 3AgCl
Lặp lại thí nghiệm với dung dịch NaOH, có kết tủa nâu đỏ chứng tỏ có Fe(III): FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl
- Nung hỗn hợp bột Fe và bột S: Fe + S t 0
FeS Cho B vào dung dịch H2SO4 loãng, có khí mùi trứng thối bay ra chứng tỏ có gốc sunfua: FeS + H2SO4
FeSO4 + H2S (trứng thối)
Nhỏ dung dịch NaOH vào dung dịch thu được, có kết tủa trắng xanh chứng tỏ có Fe(II): FeSO4 +
2NaOH Na2SO4 + Fe(OH)2 (trắng xanh)
Bài 5: Viết các PTHH
Quy đổi hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 về a mol Fe và b mol O
56x + 16 y= 37,6
2
SO
n = 3,36/22,4 =0,15 mol
Số mol H2SO4 = 0,9 mol
Bài 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)
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (3)
Từ 1, 2, 3 và đầu bài
2
0, 45
H
n x y z mol (II)
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)
Fe Fe3 + 3e
x 3x
3x = 2y + 0,3
O + 2e 2
O
y 2y
6
S + 2e 4
S
0,3 0,15
Ta có x = 0,5 a = 28 (g)
y = 0,6
Bảo toàn nguyên tố S ta có: nS ( H2SO4) = nS( Fe2(SO4)3 + nS (SO2)
Trang 5Zn + Cl2 ZnCl2 (5)
2Al + 3Cl2 2AlCl3 (6)
2
0, 275
Cl
n x y z mol (IV)
Từ I, II, III, IV
X = 0,2 mol mFe = 11,2 gam
Y = 0,1 mol mZn = 6,5 gam
Z = 0,1 mol mAl = 2,7 gam
Bài 7: Nung hỗn hợp X S + Fe FeS (1)
2x 2x
Chất rắn Y gồm FeS và Fe dư Gọi x, y lần lượt là số mol FeS và Fe trong mỗi phần hỗn hợp Y
FeS + 2HCl FeCl2 + H2S (2)
x mol x mol
Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (3)
y mol y mol
Ta có: 34 2 132
y x
y x
M Y
1
3
y
x
3
4 2
) (
x
y x n
n
S Fe
% khối lượng của Fe = 70%
) 32 3 ( ) 56 4 (
% 100 56
% khối lượng của S = 30%
2 Tính a, V
Ta có:
2FeS+ 10H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + 9SO2 +10H2O (4)
x 5x x/2 9x/2
2Fe+ 6H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (5)
y 3y y/2 3y/2
H2SO4 dư + BaCl2 2HCl + BaSO4 (6)
z z
Fe2(SO4)3 + 3BaCl2 2FeCl3 + 3BaSO4 (7)
(x/2+ y/2) 3(x/2+ y/2)
ta có PT:
3 (
2 2
y x
) + z = 0,25
233
25 , 58
Số mol H2SO4 đã dùng: 5x + 3y + z = 0,55
98 100
98
Giải ra: x = 0,075; y = 0,025 ; z = 0,1
Khối lượng hỗn hợp X= a = 2.(0,075.88)(0,025.56)16(g)
Trang 6Thể tích khí SO2 = V = 22,4 )
2
025 , 0 3 2
075 , 0 9 ( = 8,4 (lít)
ĐỀ SỐ 2
Bài 1 (1,5 điểm)
Trong tự nhiên clo có hai đồng vị là 1735Cl và 1737Cl với nguyên tử khối trung bình của clo là 35,5 Tính
thành phần phần trăm về khối lượng 1737Cl có trong HClO4 (với H là đồng vị 11H , O là đồng vị 16
8O)
Viết công thức elctron, công thức cấu tạo của HClO4 , số oxi hóa của clo trong hợp chất?
Bài 2 (2,0 điểm)
Lập phương trình phản ứng oxi hóa – khử sau bằng phương pháp thăng bằng elctron:
a) FeS2 + H2SO4 (đ)
0
t
Fe2(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
Bài 3 (2,5 điểm)
a/ Chỉ dùng thêm một hóa chất hãy nhận biết các dung dịch đựng trong các lọ bị mất nhãn sau: KNO3,
K2SO4, KOH, Ba(OH)2, H2SO4
b/ Khi cho chất rắn A tác dụng với H2SO4 đặc, đun nóng sinh ra chất khí B không màu Khí B tan nhiều trong nước, tạo ra dung dịch axit mạnh Nấu cho dung dịch B đạm đặc tác dụng với mangan đioxit thì sinh
ra khí C màu vàng nhạt, mùi hắc Khi cho mẩu natri tác dụng với khí C trong bình, lại thấy xuất hiện chất rắn A ban đầu Các chất A, B, C là chất gì? Viết các phương trình hóa học xảy ra
Bài 4 (3,0 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 thúc
thu được 1344 ml (đktc) khí và còn lại 0,6 gam chất rắn không 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%, có khối lượng riêng là
1,147g/ml Hãy tính nồng độ phần trăm các chất có trong dung dịch sau phản ứng
c) Lấy toàn bộ lượng HCl đã phản ứng ở trên trộn vào V lít dung dịch NaOH 0,2M được dung dịch B
Tính V, biết rằng lượng dung dịch B thu được có thể hòa tan hết 0,51 gam nhôm oxit
Bài 5(1,0 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 đó có 1,58 gam MgSO4 Hãy xác định công thức của tinh thể muối ngậm nước kết tinh Biết độ tan cuả MgSO4 ở 200C là 35,1 gam trong 100 gam nước
ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 2 Bài 1
1,5đ
- Tính % số nguyên tử của hai đồng vị clo:
Gọi x là % số nguyên tử của 37
17Cl và (100-x) là % số nguyên tử của 1735Cl
Ta có: 37x + (100 –x).35 = 35,5.100 x= 25%
Trang 7Vậy 1737Cl chiếm 25% số nguyên tử và 1735Cl chiếm 75% số nguyên tử
- Giả sử có 1 mol HClO4 thì có 1 mol clo, trong đó có 0,25 mol 1737Cl Do đó, phần trăm khối lượng 37
17Cl trong HClO4:
- Viết công thức electron đầy đủ và CTCT , xác định số oxi hóa của clo trong hợp chất là +7
Bài 2
2,0đ
a) 1x 2FeS2 2Fe+3 + 4S+4 + 22e 11x S+6 + 2e S+4
2FeS2 + 14 H2SO4 (đ)
0
t
Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O b) 13x Mg0 Mg2+ + 2e
1x 5N+5+ 26e 2N+ + N2 + N-3
13Mg + 32HNO3 13Mg(NO3)2 + N2O + N2 + NH4NO3 + 14 H2O c) (5x-2y) x 3Fe+8/3 3Fe+3+ 1e
1x xN+5 + (5x-2y)e xN+2y/x
(5x-2y) Fe3O4 + (46x-18y)HNO3 NxOy + (15x-6y)Fe(NO3)3 + (23x-9y)H2O d)
Al Al+3 + 3e
N-3
N+5 + 8e
8 3
8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O 8NaAlO2 + 3NH3
Bài 3
2,5đ
a/ - Dùng quì tím: axit H2SO4 làm quì tím hóa đỏ ; KOH và Ba(OH)2 làm quì tím hóa xanh;
KNO3, K2SO4 làm quì tím không đổi màu
- Dùng H2SO4 vừa nhận biết được để nhận ra Ba(OH)2 KOH không có hiện tượng gì
- Dùng Ba(OH)2 để nhận biết K2SO4 , còn KNO3 không có hiện tượng gì
- Phương trình hóa học: (có 2 pthh) b/ Chất A là NaCl; khí B là HCl ; Khí C là Cl2 Pthh:
NaCl + H2SO4(đặc) t C0 NaHSO4 + HCl HCl + H2O dd HCl
4HCl + MnO2 MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Bài 4
3,0đ
a/ Ptpư:
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (1)
Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2)
Cu + HCl không phản ứng
=> 0,6 gam chất rắn còn lại chính là Cu:
Trang 8Gọi x, y lần lượt là số mol Al, Fe
Ta có:
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, 6 100% 26, 67%
2, 25
56.0,015
2, 25
F ; %Al = 36%
b/
2
1, 344
0, 06( )
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)
=>
2
OH SO
n
K
n
=> tạo ra hỗn hợp 2 muối: KHSO3: 0,04 (mol) và K2SO3: 0,02 (mol)
SO2 + KOH KHSO3 (3)
SO2 + 2KOH K2SO3 + H2O (4) Khối lượng dung dịch sau pu = 16 + 0,06.64 = 19,84 gam
=> %( SO )3 0, 04.120.100% 24,19%
19,84
%( 2SO )3 0, 02.158.100% 15, 93%
19,84
c/ n HCl = 3x+2y = 0,12 mol ; n NaOH = 0,2V mol
2 3
Al O
n = 0,51 :102 = 0,005 mol Phương trình hóa học có thể xảy ra:
HCl + NaOH NaCl + H2O (5) 6HCl + Al2O3 2AlCl3 + 3H2O (6) 2NaOH + Al2O3 2NaAlO2 + H2O (7)
TH1: Xảy ra phản ứng (5) và (6)
n NaOH = 0,2V = 0,12 – 6 0,005 = 0,09 mol V = 0,45 lít TH2: Xảy ra phản ứng (5) và (7)
n NaOH = 0,2V = 0,12 + 0,005.2 = 0,13 mol V = 0,65 lít Bài 5
1,0đ
Đặt công thức của tinh thể ngậm nước tách ra là MgSO4.nH2O Trong 120 + 18n gam MgSO4.nH2O có 120 gam MgSO4 và 18n gam H2O
1,58 gam 0,237n gam Khối lượng các chất trong 100 gam dung dịch bão hoà:
Trang 9H O
100.100 m
35,1 100
= 74,02 gam
4
MgSO
100.35,1 m
35,1 100
= 25,98 gam Khối lượng các chất trong dung dịch sau khi kết tinh:
2
H O
m = 74,02 – 0,237n gam
4
MgSO
m = 25,98 + 1 – 1,58 = 25,4 gam
Độ tan: s = 25,4 100
74,02 0,237n = 35,1 Suy ra n = 7
Vậy công thức tinh thể ngậm nước kết tinh là MgSO 4 7H 2 O
Trang 10Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội
dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng
I.Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây
dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường
PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên
khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn
II.Khoá Học Nâng Cao và HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS
THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt
điểm tốt ở các kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành
cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III.Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu
tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi
miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí