Mỗi phân tử XY2 có tổng các hạt proton, nơtron, electron bằng 178; trong đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 54, số hạt mang điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y[r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
KỲ THI OLYPIC HÓA 10 MÔN: HÓA HỌC – LỚP 10
NĂM HỌC: 2017 – 2018
Thời gian: 180 phút (không kể phát đề)
Cho biết nguyên tử khối (theo đvC) của các nguyên tố:
H = 1; He = 4; Li = 7; Be = 9; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Mg = 24; Al = 27; P=31; S = 32; Cl = 35,5;
K = 39; Ca = 40; Cr = 52; Mn = 55; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Br = 80; Rb = 85; Sr = 88; Ag = 108;
Sn = 119; Cs = 133; Ba = 137; Pb = 207
Câu 1 (6 điểm):
1 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau (cân bằng theo phương pháp thăng bằng electron):
a FeO + HNO3 N Ox y
b CuFeS2 Fe (SO )2 4 3 O2 H O2 CuSO4 FeSO4 H SO2 4
2 Cân bằng phản ứng oxy hóa khử sau theo phương pháp ion – electron :
3 Kim loại crom có cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối Khối lượng riêng của kim loại crom
là 7,19 g/cm3, nguyên tử khối của crom là 52 Tính bán kính gần đúng của nguyên tử kim loại crom Cho
số Avôgađrô là N=6,022.1023
Câu 2 (4 điểm):
Viết phương trình phản ứng xảy ra trong những trường hợp sau:
1 Ozon oxi hóa I- trong môi trường trung tính
2 Sục khí CO2 qua nước Javel
3 Cho nước Clo qua dung dịch KI
4 Sục khí Flo qua dung dịch NaOH loãng lạnh
5 Sục khí Clo đến dư vào dung dịch FeI2
6 Bình thủy tinh bị thủng khi đựng dung dịch axit flohiđric.
Câu 3 (4 điểm):
a Một nguyên tố X có thể tạo thành với Al hợp chất kiểu AlaXb, mỗi phân tử gồm 5 nguyên tử, khối lượng phân tử 150 đvC Xác định X, gọi tên hợp chất AlaXb.
b Y là một oxit kim loại chứa 70% kim loại (về khối lượng) Cần dùng bao nhiêu ml dung dịch
H2SO4 24,5% (d = 1,2g/ml) để hòa tan vừa đủ 40,0gam Y.
Câu 4 (6 điểm):
1. Dẫn H2 đến dư đi qua 25,6gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, MgO, CuO (nung nóng) cho đến khi phản ứng xảy hoàn toàn Sau phản ứng thu được 20,8gam chất rắn Mặt khác 0,15mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 225ml dung dịch HCl 2,0M.
a Viết các phương trình phản xảy ra.
b Tính % số mol các chất trong hỗn hợp X?
mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 54, số hạt mang điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y là 12.
b, Viết cấu hình electron của nguyên tử X,Y và xác định các số lượng tử của
Trang 2HẾT
-Ghi chú:
- Học sinh không được sử dụng bất kì tài liệu nào (kể cả Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học)
- Giám thị coi thi không cần giải thích gì thêm.
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT BẮC LƯƠNG SƠN ĐÁP ÁN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CỤM
MÔN: HÓA HỌC – LỚP 10
NĂM HỌC: 2010 – 2011
HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC
a
FeO + HNO3 Fe(NO )3 3N Ox y H O2
Fe+2
Fe+3 + 1e x (5x - 2y)
xN+5 + (5x - 2y) e
2y x x
N x 1
Cân bằng: (5x-2y) FeO + (16x-6y) HNO3 (5x-2y)Fe(NO )3 3N Ox y (8x 3y)H O 2
0,25
0,5
0,5
0,75 0,5
b
CuFeS2 Fe (SO )2 4 3 O2 H O2 CuSO4 FeSO4 H SO2 4
2S-2 2S+6 + 16e x 1
2Fe+3 +2e 2Fe+2 x a
O02 + 4e 2O-2 x b
Vì tổng số electron mà các chất khử cho phải bằng tổng số electron mà các chất oxi hóa nhận, do
đó ta có phương trình:
2a + 4b = 16 hay a + 2b = 8
0<a<8 và 0<b<4
Vì chỉ có 1 phương trình mà lại 2 ẩn số a, b nên có vô số nghiệm số, ví dụ cho y=1 thì x=6
CuFeS2 6Fe (SO )2 4 3 O2 6H O2 CuSO4 13FeSO4 6H SO2 4
2 MnO 3 SO H O 2 MnO 2 OH 3 SO
0,5
0,5 0,5
Trang 3b)
2
3 2
y x
x y
x 8
2
Khối lượng riêng của kim loại crom là 7,19 g/cm3 1cm3 crom nặng 7,19 gam
Trong 1cm3 crom thì thể tích thực của kim loại crom trong đó chỉ là 0,68 cm3
ta tính được thể tích thực của 1 nguyên tử crom là:
0,68.52 V
7,19.6,022.10
(1)
0,5
Mặt khác ta có
3 4
V R
3
Bán kính gần đúng của nguyên tử kim loại crom là:
3 3.V R
4
Thay số: V tính theo (1) ở trên ta được R 1, 25.10 cm8
Ta có phản ứng nhiệt phân KMnO4
0
t
2KMnO K MnO MnO O (1) 0,25 Theo định luật BTKL ta tính được:
Khối lượng khí oxi đã thoát ra là: mO 2 22,12 21,16 0,96gam
số mol oxi là: O 2
0,96
32
0,5
Từ phương trình phản ứng (1) ta tính được các đại lượng:
K MnO O
n 2n 0,06 mol
0,75
Theo bài ra ta có: số mol KMnO4 ban đầu đem dùng là: KMnO4
22,12
158
số mol KMnO4 còn dư sau nhiệt phân là: 0,14 - 0,06 = 0,08 mol
0,5
Trang 4
2
K MnO :0, 03mol MnO : 0,03mol
Khi cho X tác dụng với HCl đặc dư ta có các phương trình của các phản ứng hóa học đã xảy ra:
2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O (2)
K2MnO4 + 8HCl 2KCl + MnCl2 + 2Cl2 + 4H2O (3)
MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O (4)
0,75
Từ các phương trình (2), (3), (4) ta tính được tổng số mol khí Cl2 thoát ra là:
Cl 2 KMnO 4 K MnO 2 4 MnO 2
5
2
= 0,29 mol
0,5
thể tích khí Cl2 (đktc) thoát ra là: V = n.22,4 = 0,29.22,4 = 6,496 (lít) 0,25
a
3
Gọi Z1 là số electron của nguyên tử A
Số electron của nguyên tử B, C lần lượt là Z1+1, Z1+2
Vì tổng số khối của các nguyên tử A, B, C là 74 nên ta có phương trình:
(Z1+N1) + (Z1+1+N2) + (Z1+2+N3) = 74 (1) 0,5 Mặt khác ta có:
Đối với các nguyên tố hóa học có Z 82 ta luôn có: Z N 1,5Z Thay vào (1) ta có: 0,25 (Z1+Z1) + (Z1+1+Z1+1) + (Z1+2+Z1+2) 74
6Z1 68 Z1 11,3 (*) 0,5
(Z1+1,5Z1) + (Z1+1+1,5Z1+1,5) + (Z1+2+1,5Z1+1,5.2) 74
7,5Z1 68 Z1 8,9 (**) 0,5
Từ (*) và (**) ta suy ra 8,9 Z 11,3 1
b1
Ta có nhận xét:
Vì thể tích khí thoát ra ở thí nghiệm (2) nhiều hơn ở thí nghiệm (1) chứng tỏ ở thí nghiệm (1)
nhôm phải đang còn dư Và sự chênh lệch thể tích khí ở thí nghiệm (1) và (2) là do Al dư ơ thí
nghiệm (1)
Chênh lệch thể tích khí ở thí nghiệm (2) và (3) là do Mg
0,5
Ta có các phản ứng xảy ra ở cả 3 thí nghiệm:
ở thí nghiệm (1) và (2): 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1*)
2Al + 2 NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 (2*)
ở thí nghiệm (3) : 2Na + 2HCl 2NaCl + H2 (3*)
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (4*)
Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (5*)
0,5
Giả sử số mol khí thoát ra ở thí nghiệm (1) là x thì số mol khí thoát ra ở các thí nghiệm (2) và (3)
lần lượt là 7x/4 và 9x/4
Vì ở thí nghiệm (1) Al dư nên NaOH hết nên ta cộng (1*) với (2*) ta có:
2Na + 2Al + 4H2O 2NaAlO2 + 4H2
số mol Na bằng ½ số mol H2 ở thí nghiệm (1) = x/2
0,5
Xét thí nghiệm (2) ta có:
Số mol Na = x/2 suy ra số mol H2 do Na sinh ra bằng x/4
Tổng số mol H2 là 7x/4
0,25
Trang 5Suy ra số mol H2 do Al sinh ra là (7x/4) - (x/4) = 3x/2 số mol Al = x
Số mol Mg bằng số mol khí chênh lệnh của thí nghiệm (2) và (3)
Như vậy trong hỗn hợp X gồm có các kim loại với tỉ lệ mol là:
Na: Mg: Al = 1:2:1
Suy ra % khối lượng của mỗi kim loại trong X là:
%mNa =
23.1
.100%
23.1 27.2 24.1 = 22,77 (%)
%mMg =
24.1
.100%
23.1 27.2 24.1 = 23,76 (%) %mAl = 53,47%
0,5
b2
1
(3,0đ)
1.a
(1,0đ)
27a + Xb = 150
a + b = 5 Biện luận a, b ⇒ X (Chọn a = 2; b = 3; X = 16 (S)) Tên: nhôm sunfua
0,25đ
0,5đ 0,25đ
1b
(2,0đ)
* CTPT dạng RxOy Lập pt toán học: Rx 16 y = 70 30 ⇒ R = 56 3 2 y x = 56 3 .n (n =
2 y
Biện luận n ⇒ R Chọn n = 3, R = 56 (Fe)
* Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O 0,25mol 0,75mol
mdd = 24 , 5 0 ,75 98 100 =300gam
⇒ Vdd = 300 1,2 =250ml
0,25đ 0,5đ
0,25đ 0,25đ
0,5đ 0,25đ
a , Kí hiệu số đơn vị điện tích hạt nhân của X là Zx , Y là Zy ; số nơtron (hạt không mang
2 Zx + 4 Zy + Nx + 2 Ny = 178 (1)
2 Zx + 4 Zy Nx 2 Ny = 54 (2)
4 Zy 2 Zx = 12 (3)
Zy = 16 ; Zx = 26
S : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
Bộ 4 số lượng tử cuối của X: n = 3; l = 2; ml =-2; ms= -1/2.
Bộ 4 số lượng tử cuối của X: n = 3; l = 1; ml =-1; ms= -1/2.
Ghi chú : - Thí sinh làm cách khác nhưng đúng kết quả vẫn cho điểm tối đa,
- Phương trình hóa học ghi thiếu điều kiện trừ đi ½ số điểm.