Đề đề nghị chọn học sinh giỏi cụm môn Hóa học Lớp 10 - Trường THPT Trần Đăng Ninh (Có đáp án)

Nội dung text: Đề đề nghị chọn học sinh giỏi cụm môn Hóa học Lớp 10 - Trường THPT Trần Đăng Ninh (Có đáp án)

1. Trường THPT Trần Đăng Ninh ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN HÓA HỌC LỚP 10 CHỌN HỌC SINH GIỎI CỤM Thời gian làm bài: 180 phút ( không kể thời gian phát đề) ___ Câu I (4,0 điểm) 1. (2 điểm) a. Dùng phương pháp sunfat điều chế được những 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)? b. Ion nào trong số các ion sau đây có bán kính nhỏ nhất? Giải thích? Li+, Na+, K+, Be2+, Mg2+ 2. (2 điểm) a. Tính bán kính nguyên tử gần đúng của Ca ở 20 0C, biết tại nhiệt độ đó khối lượng riêng của Ca bằng 1,55 g/cm 3. Giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Ca dạng hình cầu, có độ đặc khít là 74% (cho Ca = 40,08). b. Có 3 bình mất nhãn, mỗi bình chứa 1 dung dịch hỗn hợp sau: Na 2CO3 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. Câu Il (4,0 điểm) 1. (2,5 điểm) Viết các PTPƯ thực hiện sơ đồ biến hoá sau : 3 6 9 12 15 A1 A2 A3 A4 A5 A6 2 5 8 11 14 17 A 1 A A A A A A 4 7 10 13 16 B1 B2 B3 B4 B5 B6 Biết A là hợp chất tạo từ hai nguyên tố X và Y cùng ở chu kì 3. X có 1 electron lớp ngoài cùng, Y có 7 electron lớp ngoài cùng. 2. (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 H2 ở đktc. Mặt khác cho 0,2 mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 6,16 lít Cl 2 ở đktc. Xác định khối lượng mỗi kim loại trong 20,4 gam hỗn hợp X? Câu Ill (4,0 điểm) 1. (2,5 điểm) Hợp chất M có công thức AB 3. Tổng số hạt proton trong phân tử M là 40. Trong thành phần hạt nhân của A cũng như B đều có số hạt proton bằng nơtron. A thuộc chu kì 3 trong bảng HTTH .
2. a. Xác định A, B. Viết cấu hình electron của A và B. b. Xác định các loại liên kết có trong phân tử AB3 . 2- c. Mặt khác ta cũng có ion AB3 . Trong các phản ứng hoá học của AB 3 chỉ thể hiện tính 2- oxi hóa còn AB3 vừa thể hiện tính oxi hóa, vừa thể hiện tính khử. Hãy giải thích hiện tượng trên. Cho ví dụ minh họa. 2. (1,5 điểm) Viết các phương trình phản ứng tạo ra (trực tiếp) KCl từ kali và hợp chất của kali Câu IV (4,0 điểm) Hỗn hợp A gồm ba chất M2CO3, MHCO3, MCl ( M là kim loại kiềm). Hòa tan hoàn toàn 30,15 gam A trong V ml dung dịch HCl 10,52% (có khối lượng riêng D= 1,05g/ml) dư, thu được dung dịch B và 5,6 lít khí CO2 (ở đktc). Chia B làm 2 phần bằng nhau : Cho phần một phản ứng vừa đủ với 100ml dung dịch KOH 1M, thu được m gam muối khan. Cho phần hai tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3 dư, thu được 50,225 gam kết tủa. a. Xác định tên kim loại M. b. Tính thành phần phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp A. c. Tính giá trị của V và m. Câu V (4,0 điểm) 1.(2,5 điểm) Chia hỗn hợp X gồm K, Al và Fe thành hai phần bằng nhau. - Cho phần 1 vào dung dịch KOH (dư) thu được 0,784 lít khí H2 (đktc). - Cho phần 2 vào một lượng dư H 2O, thu được 0,448 lít khí H2 (đktc) và m gam hỗn hợp kim loại Y. Hòa tan hoàn toàn Y vào dung dịch HCl (dư) thu được 0,56 lít khí H2 (đktc). a. Viết phương trình hóa học của các phản ứng đã xảy ra? b. Tính khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp X và tính m? 2. (1,5 điểm) Cho dung dịch chứa 6,03 gam hỗn hợp gồm hai muối NaX và NaY (X, Y là hai nguyên tố có trong tự nhiên, ở hai chu kì liên tiếp thuộc nhóm VIIA, số hiệu nguyên tử Z X < ZY) vào dung dịch AgNO3 (dư), thu được 8,61 gam kết tủa. Xác định X, Y và tính % khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu? Cho: Ca = 40 ; O = 16 ; Cl = 35,5 ; Br = 80 ; S = 32 ; C = 12 ; H = 1 ; Mg =24 ; Zn =65 ; Cu = 64 ; Fe =56; Li =7; Na = 23 ; K=39;Rb =85;Cs=133; 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:
3. Trường THPT Trần Đăng Ninh HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN HÓA HỌC LỚP 10 CHỌN HỌC SINH GIỎI CỤM CÂU NỘI DUNG ĐIỂM a. Phương pháp sunfat là cho muối halogenua kim loại tác dụng với Giải axit sunfuric đặc, nóng để điều chế hidro halogenua dựa vào tính dễ thích bay hơi của hidro halogenua 0,5đ - Phương pháp này chỉ áp dụng được điều chế HF, HCl không điều chế được HBr, HI vì axit H2SO4 đặc nóng là chất oxi hóa mạnh còn CÂU HBr và HI trong dung dịch là những chất khử mạnh. Do đó áp dụng phương pháp sunfat không thu được HBr và HI mà thu được Br2 và I2. - Các phương trình phản ứng: t0 I CaF2 + H2SO4 đặc  2HF + CaSO4 6 pt = 1đ t0 NaCl + H2SO4 đặc  HCl + NaHSO4 t0 NaBr + H2SO4 đặc  HBr + NaHSO4 t0 2HBr + H2SO4 đặc  SO2 + 2H2O +Br2 t0 NaI + H2SO4 đặc  HI + NaHSO4 t0 6HI + H2SO4 đặc  H2S + 4H2O + 4I2 b. Hạt nào có số lớp lớp hơn thì bán kính hạt lớp hơn. 0,5đ Hạt nào cùng số lớp electron, điện tích hạt nhân lớn hơn thì bán kính hạt nhỏ hơn. Theo quy luật biến đổi tuần hoàn bán kính nguyên tử các nguyên tố trong bảng tuần hoàn thì Be2+ có bán kính ion nhỏ nhất. 40,08 2. a. Thể tích của 1 mol Ca = 25,858cm3 1,55 1 mol Ca chứa 6,02.1023 nguyên tử Ca 1 Theo độ đặc khít, thể tích của 1 nguyên tử Ca = 25,858 0,74 3,18 10 23 cm3 6,02 1023 23 4 3 3V 3 3,18 10 8 Từ V = r r 3 3 1,965 10 cm 3 4 4 3,14 b. Cho Ba(NO3)2 dư vào cả ba ống nghiệm, cả ba đều tạo kết tủa: Na2CO3 + Ba(NO3)2  BaCO3  + 2NaNO3 K2SO4 + + Ba(NO3)2  BaSO4  + 2KNO3 1 K2CO3 + Ba(NO3)2 BaCO3  + 2KNO3 Lọc kết tủa, lấy kết tủa cho tác dụng với dung dịch HCl dư, chỉ xảy ra
4. phản ứng: BaCO3 + 2HCl  BaCl2 + CO2  + H2O Nếu: - Ống có khí bay ra và kết tủa tan hoàn toàn: ống chứa hỗn hợp Na2CO3 và K2CO3. - Ống có khí bay ra và kết tủa tan không hoàn toàn: ống chứa hỗn hợp Na2CO3 và K2SO4 - Ống không có khí bay ra và kết tủa không tan: ống chứa hỗn hợp NaHCO3 và K2SO4 1. Viết các PTHƯ thực hiện sơ đồ biến hoá sau : 3 6 9 12 15 A1 A2 A3 A4 10 A5 10 A6 CÂU 1 00 00 A 2 A 5 A 8 A 11 00 A 14 00A 17 A 10 10 10 10 0013 00 16 00 B 4 B 7 B B B B II ! 1 2 3 10 004 10 005 10 600 00 00 00 Tìm ra00 00X là Na00 ,Y là Cl 0,375 Các chất có thể là: Mỗi pt A1 A2 A3 A4 A5 A6 0,125đ Na Na2O NaOH Na2CO3 Na2SO4 Na2S x17= 2,125đ Cl2 HCl FeCl2 MgCl2 BaCl2 CuCl2 B1 B2 B3 B4 B5 B6 2. 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) 0,5 Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (1) Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2 (2) 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2 (3) Từ 1, 2, 3 và đầu bài 3 10,08 n x y z 0,45mol (II) H2 2 22,4 Trong 0,2 mol hỗn hợp X số mol Fe, Zn, Al lần lượt là kx, ky, kz kx + ky + kz = 0,2 (III) 0,5 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 (4) Zn + Cl2  ZnCl2 (5) 2Al + 3Cl2  2AlCl3 (6) số mol Clo là 1,5 kx + ky + 1,5kz = 0,275 (IV) Từ I, II, III, IV X = 0,2 mol  m = 11,2 gam Fe 0,5 Y = 0,1 mol  mZn = 6,5 gam
5. Z = 0,1 mol  mAl = 2,7 gam 1. Gọi ZA, ZB lần lượt là số đơn vị điện tích hạt nhân trong A, B Ta có: ZA + 3ZB = 40 A thuộc chu kỳ 3 => 11 ZA 18 => 7,3 ZB 9,6 0,5 => ZB = 8; 9 CÂU ZB = 8 (O) => ZA = 16 (S) (chọn) ZB = 9 (F) => ZA = 13 (Al) (loại) vì trong nguyên tử A, B số proton bằng số nơtron. 0,5 III Cấu hình e của A và B A(Z = 8): 1s22s22p4 B (Z = 16): 1s22s22p63s23p4 Phân tử AB3: SO3 CTCT: O O S O Trong phân tử SO3 có 2 liên kết cộng hóa trị (liên kết đôi) được hình thành bởi sự góp chung e của S với O và 1 liên kết cho nhận (được 0,5 hình thành bằng đôi e chỉ do S đóng góp). Lưu huỳnh có các mức oxh: -2; 0; +4; +6. 2- Trong ion SO3 , S có số oxi hoá +4 là mức oxh trung gian của S => 2- trong các pư SO3 vừa thể hiện tính khử, vừa thể hiện tính oxh: +4 +6 Na2SO3 + Br2 + H2O -> Na2SO4 + 2HBr (S -> S + 2e : tính khử) +4 e Na2SO3 + 6HI -> 2NaI + S + 2I2 + 3H2O (S +4 -> S : tính oxh) Trong phân tử SO3, S có mức oxi hoá +6, là mức oxh cao nhất của S. Do đó trong các pư SO3 chỉ thể hiện tính oxi hóa: 1,0 +6 +4 SO3 + NO -> SO2 + NO2 (S + 2e-> S ) 2. Từ K K + Cl2 → 0,125 đ K + HCl → một pt đúng Từ K2O K2O + HCl → (Các pt Từ KOH KOH + HCl → không KOH+ Cl2 → 100 0 C KClO + KCl + H2O trùng lặp) KOH + Cl2 → KClO3 + KCl + H2O KOH + CuCl2 → Từ muối K K2CO3 + 2HCl → 2KCl + CO2↑ + H2O K2CO3 + BaCl2 → KMnO4 + HCl → KBr + Cl2 → KI + FeCl3 → KCl + I2 FeCl2
6. CÂU . Xác định tên kim loại : M2CO3 + 2HCl → 2MCl + CO2↑ + H2O (1) 0,5 đ MHCO3 + HCl → MCl + CO2↑ + H2O (2) (0,25 đđ) IV Dung dịch B: MCl, HCl dư. 1 dung dịchB + KOH: 2 HCl + KOH → KCl + H2O (3) 1 dung dịch B + AgNO3: 2 HCl + AgNO3 → AgCl ↓ + HNO3 (4) (0,25 đđ) MCl + AgNO3 → AgCl ↓ + MNO3 (5) (0,25 đđ) 5,6 n 0,25mol CO2 22,4 50,225 n 0,35mol (0,25 đ) AgCl 143,5 nKOH 0,1.1 0,1mol Gọi x, y,z lần lượt là số mol của M2CO3, MHCO3, MCl trong hỗn hợp A ( với x,y,z >0). 1 đ Phương trình theo khối lượng của hỗn hợp A. (2M +60)x + (M + 61)y + (M + 35,5)z = 30,15 (a) (0,25 đ) Theo (3) : nHCl dư = nKOH = 0,1 mol (0,25 đ) Theo (4) và (5) : nAgCl = nHCl dư + nMCl = 0,35mol (0,25 đ) nMCl phản ứng = 0,35- 0,1 = 0,25 mol (0,25 đ) Từ (1) và (2): n 2n n 2x y(b) (0,25 đ) MCl M 2CO3 MHCO3 Phương trình theo tổng số mol MCl trong dung dịch B : 2x + y + z = 0,25.2 = 0,5 mol (c) Từ (1) và (2) : n n n x y CO2 M 2CO3 MHCO3 x y 0,25(d) (0,25 đ) Từ (c),(d): y= 0,25 –x; z= 0,25 –x Thay y, z vào (a) :(2M + 60)x + (M +61)(0,25 – x ) + (M +35,5)( 0,25 –x) = 30,15 0,5M – 36,5x = 6,025
7. 0,5M 6,025 x 36,5 0,5M 6,025 Vì 0<x<0,25 0< 0,25 (0,5 đ) 36,5 1 đ 12,05 M 30,3 Vì M là kim loại kiềm → M=23. Vậy kim loại M là Natri. b. Tính phần trăm khối lượng mỗi chất : Thay M = 23 → x = 0,15 mol y = z = 0,1 mol 0,5 đ 0,15.106 %m 100% 52,74% Na2CO3 30,15 0,1.84 %m 100% 27,86% (0,75 đ) NaHCO3 30,15 %mNaCl 100% (52,74 27,86)% 19,4% c. Xác định m và V: Tính m : m = mKCl + mNaCl 2x y z n 0,25mol m 0,25.58,5 14,625g NaCl 2 NaCl 1 đ nKCl nKOH 0,1mol mKCl 0,1.74,5 7,45g m 14,625 7,45 22,075g Tính V: (0,5 đ) Theo(1),(2),(3): n 2n n 2n HCl Na2CO3 NaHCO3 KOH 2x y 0,2 2.0,15 0,1 0,2 0,6mol n.M.100 0,6.36,5.100 V 198,26ml C%.D 10,52.1,05 0,75 đ 1. CÂU a. Phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra: Phần 1: 2K + 2H2O 2KOH + H2 (1) 2Al + 2H2O + 2KOH 2KAlO2 + 3H2 (2) V Phần 2 tác dụng với lượng dư H2O, thể tích khí H2 thu được nhỏ hơn ở phần 1 nên khi tác dụng với H2O thì Al còn dư: 2K + 2H2O 2KOH + H2 2Al + 2H2O + 2KOH 2KAlO2 + 3H2 Hỗn hợp Y gốm Al dư và Fe: 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (3) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (4) Cho phần 2 tác dụng với nước xảy ra cả (1) và (2), Al dư. Ta cộng vế
8. với vế của (1) vớ (2) ta có: 2K + 2Al + 4H2O 2KAlO2 + 4H2 (5) b. Trong đó: ở (5) K hết, Al dư. Suy ra số mol K = 0,01; số mol Al 0,5 đ phản ứng = 0,01 Chênh lệch thể tích khí H2 khi cho phần 1 tác dụng với KOH dư với phần 2 tác dụng với lượng dư H2O là do Al dư ở (5). Suy ra số mol Al dư sau (5) = (2/3)số mol H2 chênh lệch = 0,01 mol. Suy ra tổng số mol Al trong mỗi phần là: 0,02 Nếu cho toàn bộ phần 2 tác dụng với HCl dư thì số mol khí H2 thu được là 0,02+0,025 = 0,045 Suy ra chênh lệch mol khí H2 khi cho phần 1 tác dụng với KOH dư so với phần 2 tác dụng với HCl dư là do Fe. Suy ra số mol Fe = 0,045 - 0,035 = 0,01 Vậy khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X là: 1,25 đ mAl = 0,02.2.27 = 1,08 g; mK = 0,01.2.39=0,78g; mFe=0,01.2.56=1,12g Giá trị m là: m = 0,01.27 + 0,01.56 = 0,83 gam 2. NaᾹ + AgNO3 AgᾹ + NaNO3 TH1: Nếu X là F ( AgF không kết tủa); Y là Cl suy ra kết tủa là AgCl. Suy ra số mol AgCl là: 0,06 mol. Suy ra số mol NaCl = 0,06 mol. Suy ra khối lượng NaCl = 0,06.58,5 = 3,51 gam 1 đ 3,51 Suy ra % khối lượng của NaCl trong hỗn hợp là: .100% 58,21% 6,03 Suy ra % khối lượng của NaF trong hỗn hợp là: 41,79% TH2: X không phải là F. Gọi NaA là CTPT TB của hỗn hợp muối. Ta có kết tủa là AgA 6,03 8,61 0,5 đ Ta có phương trình: suy ra A =175,66 suy ra trong 23 A 108 A hỗn hợp có At (loại) 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.