Đề khảo sát chất lượng đội tuyển học sinh giỏi lần 2 môn Hóa học Lớp 11 - Năm học 2015-2016 - Sở giáo dục và đào tạo Nghệ An (Có đáp án)

Nội dung text: Đề khảo sát chất lượng đội tuyển học sinh giỏi lần 2 môn Hóa học Lớp 11 - Năm học 2015-2016 - Sở giáo dục và đào tạo Nghệ An (Có đáp án)

1. SỞ GD & ĐT NGHỆ AN ĐỀ KSCL ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LẦN 2 CỤM TRƯỜNG THPT QUỲNH LƯU NĂM HỌC 2015-2016 Môn: HÓA HỌC – LỚP 11 Thời gian làm bài: 150 phút ( không kể thời gian giao đề ) (Đề thi có 02 trang, gồm 5 câu) Câu 1 (2,5 điểm). Nêu hiện tượng và giải thích khi tiến hành các thí nghiệm sau: a) Cho mẩu Na nhỏ vào chậu nước có pha sẵn phenolphtalein. b) Nung nóng NH4Cl khan trong ống nghiệm c) Cho từ từ dung dịch AlCl3 đến dư vào dung dịch NaOH. d) Cho bột Lưu huỳnh vào ống nghiệm rồi nung nóng đến khi bay hơi Câu 2 (5,0 điểm). 1. Cho 4,48 lít (đktc) khí NH3 vào 200ml dung dịch NH4Cl 0,1M được dung dịch A, chia A làm 2 phần bằng nhau. Cho 0,224 lít khí HCl (đktc) vào phần 1 được dung dịch B. Cho 0,4 gam NaOH khan vào phần 2 được dung dịch C. Tính pH dung dịch A, B, C? Biết thể tích dung dịch -8,8 thay đổi không đáng kể khi tiến hành thí nghiệm, kaNH4+= 10 . 2. Cho 1,0 mol SO2 và 0,5 mol O2 vào bình kín có dung tích 1,0 lít không đổi chứa sẵn 1 ít 0 bột V2O5 rồi nung nóng và giữ ổn định ở 500 C đến khi đạt trạng thái cân bằng thì áp suất trong bình bằng 0,8áp suất bình khi chưa phản ứng. Hỏi cho vào bình trên bao nhiêu gam O2 với 1,0 mol SO2 thực hiện tổng hợp SO3 với điều kiện như trên để đạt hiệu suất 80%. 3. Những người sống ở gần các lò gạch, lò vôi hay là các trường hợp đốt than trong phòng kín, thường bị đau đầu, buồn nôn, hô hấp khó và có thể dẫn đến tử vong, hiện tượng này gọi là ngộ độc khí than. a) Nêu hóa chất chính gây nên hiện tượng ngộ độc khí than? b) Nếu trong phòng kín khi ngộ độc khí than thì phải làm thế nào khi có người bị ngộ độc? c) Tại sao khi đốt bằng than đá thì khí trên nhiều hơn than củi? Câu 3 (5,0 điểm). 1. Cho 0,1mol mỗi axit H 3PO2 và H3PO3 tác dụng với dung dịch KOH dư thì thu được hai muối có khối lượng lần lượt là 10,4 và 15,8g. Xác định công thức cấu tạo và gọi tên hai phân tử axit trên. 2. Cho hỗn hợp X gồm Fe và 1 kim loại M hóa trị II (có tính khử mạnh hơn H 2) tác dụng với dung dịch H2SO4 19,6% vừa đủ thu được dung dịch trong đó nồng độ FeSO 4 là 11,369% và nồng độ của MSO4 là 13,463%. Xác định kim loại M? 3. Hòa tan hoàn toàn 46,5 gam hỗn hợp Ba, Al vào H2O thu được dung dịch X và 13,44 lit khí (đktc). Cho X tác dụng với 500ml dung dịch H2SO4 aM thu được 66,05 gam kết tủa. Tìm giá trị cuả a? Câu 4 (3,5 điểm). Cho 39,84 gam hỗn hợp X gồm Fe 3O4 và kim loại M vào dung dịch HNO 3 đun nóng, khuấy đều hỗn hợp để phản ứng hoàn toàn thu được 4,48 lít khí NO 2 là sản phẩm khử duy nhất
2. (đktc), dung dịch Y và 3,84 gam kim loại M. Cho 3,84 gam kim loại M vào 200 ml dung dịch hỗn hợp H2SO4 0,5M và KNO3 0,5M đến phản ứng hoàn toàn thì được dung dịch Z, khí NO duy nhất. Cho dung dịch NH 3 dư vào dung dịch Y thu được kết tủa T. Nung T trong không khí đến khối lượng không đổi được 24 gam chất rắn R. a) Tìm kim loại M (biết M có hóa trị không đổi trong các phản ứng trên). b) Cô cạn cẩn thận dung dịch Z thu được bao nhiêu gam muối khan? Câu 5 (4,0 điểm). 1. Hãy trình bày cách tiến hành thí nghiệm điều chế và thu khí Oxi từ KClO 3 trong phòng thí nghiệm (Có trình bày bằng hình vẽ). Một số lưu ý quan trọng khi làm thí nghiệm này? Vai trò MnO2? Không có MnO2 thì có tạo ra oxi không? Phương pháp này có thể điều chế O 2 trong công nghiệp được không? 2. Nêu dụng cụ, hóa chất và cách tiến hành các công việc sau trong phòng thí nghiệm: a) Tinh chế mẫu I2 rắn có lẫn CaCO3, SiO2. b) Điều chế dung dịch Br2 trong dung môi C6H6 (không phân cực) từ nước brom. c) Pha chế được 100ml dung dịch H2SO4 1M từ dung dịch H2SO4 98% (d=1,84g/ml) HẾT
3. HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ KSCL HSG LẦN 2 - NĂM HỌC 2015-2016 MÔN: HÓA HỌC 11 Câu 1 2,5 điểm 2,5 Nêu hiện tượng và giải thích khi tiến hành các thí nghiệm sau: a. Cho mẩu Na nhỏ vào chậu nước có pha sẵn phenolphtalein. Mẩu Na nổi trên mặt nước do Na nhẹ hơn nước 0,25 Tan dần, có khí thoát ra, mẩu Na chạy không có quy luật trên mặt nước, nước chuyển sang màu hồng theo sự di chuyển của Na 0,25 Na + H2O  NaOH + H2 H2 sinh ra đẩy mẩu Na lăn và chuyển động, NaOH đổi màu pp 0,25 b. Nung nóng NH4Cl khan trong ống nghiệm - Chất rắn NH4Cl không nóng chảy mà thấy giảm dần Do NH4Cl dễ phân hủy: NH4Cl  NH3 + HCl - Xuất hiện khói trắng trên miệng ống nghiệm, chất rắn màu trắng bám 0,25 trên thành ống nghiệm. Do ở nhiệt độ thấp hơn: NH3 + HCl  NH4Cl a. c. Cho từ từ dung dịch AlCl3 đến dư vào dung dịch NaOH. 0,25 Xuất hiện kết tủa trắng keo và tan ngay: AlCl3 + 3 NaOH  Al(OH)3 + 3NaCl Do NaOH dư so với AlCl3 nên: Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O Sau một thời gian lại xuất hiện kết tủa lại và không tan: 3NaAlO2 + AlCl3 + 6H2O  4Al(OH)3 + 3NaCl 0,25 0,25 d. Cho bột Lưu huỳnh vào ống nghiệm rồi nung nóng đến khi bay hơi 0,25
4. - Đầu tiên bột S tan tạo chất lỏng linh động màu vàng do S có nhiệt độ nóng chảy thấp - Chất lỏng chuyển dần sang màu nâu và đặc sánh dần do tạo phân tử lớn hơn 0,25 dạng polime. Khi bay hơi tạo hơi màu nâu 0,25 Câu 2 5,0 điểm 1. Dung dịch A có CNH3= 0,1M, CNH4Cl=0,1M -14 -8,8 -5,2 KbNH3=10 /10 = 10 2,0đ 0,25 + - Ta có cân bằng: NH3 + H2O NH4 + OH Ban đầu 0,1 0,1 0 Cân bằng 0,1-x 0,1+x x -5,2 -5,2 KbNH3= (0,1+x)*x/(0,1-x)= 10  x=10  pH= 8,8 0,25 * Cho 0,01 mol HCl vào 100ml dd A: NH3 + HCl  NH4Cl 0,01 0,01 0,01 + - Ta có cân bằng: NH3 + H2O NH4 + OH Ban đầu 0,09 0,11 0 0,5 Cân bằng 0,09-x 0,11+x x -5,2 -5,2 KbNH3= (0,11+x)*x/(0,09-x)= 10  x=0,8182*10  pH= 8,7 * Cho 0,01 mol NaOH vào 100ml dd A: NH4Cl+ NaOH  NH3 + NaCl + H2O 0,01 0,01 0,01 + - Ta có cân bằng: NH3 + H2O NH4 + OH Ban đầu 0,11 0,09 0 Cân bằng 0,11-x 0,09+x x -5,2 -5,2 KbNH3= (0,09+x)*x/(0,11-x)= 10  x=1,222*10  pH= 8,9 0,5
5. 0,5 2. 1,5đ Số mol hỗn hợp sau phản ứng: n2 = 0,8*1,5 = 1,2 mol Tính được hỗn hợp sau phản ứng gồm: SO2 0,4M; O2 0,2M; SO30,6M 0,25 Ta có cân bằng: 2SO2 + O2 2SO3 0,4 0,2 0,6 2 2 Kc = 0,6 /0,4 *0,2 = 11,25 0,5 Tính khối lượng oxi cho vào đề H=80%. Gọi x là số mol O2 cho vào bình Trường hợp 1: Hiệu suất theo SO2, x>0,5 mol Ta có cân bằng: 2SO2 + O2 2SO3 Ban đầu 1 x 0 Cân bằng 0,2 x-0,4 0,8 Dựa hằng số cân bằng tính được: x=1,822 mol  m=58,311 gam * Trường hợp 2: Tính hiệu suất theo O2, x<0,5 mol Ta có cân bằng: 2SO2 + O2 2SO3 0,5 Ban đầu 1 x 0 Cân bằng 1-1,6x 0,2x 1,6x (1,6x)2 Kc = = 11,25 x1 = 1,42 loại 2 (1-1,6x) * 0,2x x2 = 0,2752 ( thỏa mãn)  mO2= 8,8 gam 0,25 a. Hóa chất chính gây nên ngộ độc là CO: 0,25 0 3 C+ O2  CO2 (t )
6. 0 1,5đ CO2 + C  2CO (t cao) 0,5 b. Khi ngộ độc khí than thì xử như sau: Cần nhanh chóng mở các cửa, khẩn trương đưa nạn nhân ra khỏi khu vực nhiễm độc và nhanh chóng đưa đến cấp cứu ở cơ sở y tế gần nhất để được xử lý và điều trị kịp thời. 0,5 c. Than than đá đốt có nhiệt độ cao hơn nên tạo nhiều CO hơn than củi. 0,25 Câu 3 6 điểm 1. Gọi x, y là số nhóm hidroxyl trong H3PO2 và H3PO3 1,0đ H3PO2 + xKOH  KxH3-x PO2 + xH2O Tính được x= 1 0,25 H3PO3 + yKOH  KyH3-y PO3 + yH2O Tính được y= 2 0,25 CTCT H HO HO-P=O P=O 0,25 H HO H Axit photphonic (axit photphorơ) Axit photphinic(axit hipophotphorơ) 0,25 (Thí sinh có thể viết CTCT theo quy tắc bát tử, thay liên kết đôi P=O bằng PO) 2 2,0đ Đặt công thức chung 2 kim loại là A. Giả sử có 1 mol hỗn hợp kim loại  có 1 mol H 2SO4  khối lượng dung dịch H2SO4 là 500 gam. Phương trình phản ứng: A+ H2SO4  ASO4 + H2 Ta có: Khối lượng dung dịch sau phản ứng là: mdd =498+A %ASO4 = (A+96)*100/(498+A) = 11,369 +13,463 A= 36.8 1,0 Thay vào ta có mdd = 534,8 gam
7. mFeSO4 = 60,8 g nFeSO4 =0,4 mol 1,0 mMSO4 = 72 g nMSO4 = 0,6 mol  M=24 (Mg) 3. 2,0đ Các phương trình phản ứng : Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2 Ba(OH)2 +2Al + 2H2O  Ba(AlO2)2 + 3H2 0,25 Tìm được số mol 2 kim loại là : nAl = 0,2 mol ; nBa = 0,3 mol 0,25 Dung dịch chứa : 0,2 mol Ba(OH)2 và 0,1 mol Ba(AlO2)2 Khi cho tác dụng với H2SO4 xảy ra các phản ứng : 2+ 2- Ba + SO4  BaSO4 - + AlO2 + H + H2O  Al(OH)3 0,5 + 3+ Al(OH)3 + 3H  Al + 3H2O 2+ Nếu Ba kết tủa hết dạng BaSO4 mBaSO4 =0,3*233=69,9 > 66,05 (loại) 0,5 Vậy nH2SO4 <0,3 mol Gọi x là số mol H2SO4 trong dung dịch, ta có : - Trường hợp 1 : AlO2 còn dư : 2+ 2- Ba + SO4  BaSO4 x x - + AlO2 + H + H2O  Al(OH)3 2x 2x 2x Khối lượng kết tủa : m= 233x + 78*2x =66,05  x= 0,17  Al3+ kết tủa hết 0,25 (loại) - Trường hợp 2 : AlO2 hết, Al(OH)3 tan 1 phần :
8. 2+ 2- Ba + SO4  BaSO4 x x - + AlO2 + H + H2O  Al(OH)3 0,2 0,2 0,2 + 3+ Al(OH)3 + 3H  Al + 3H2O (2x-0,2)/3 2x-0,2 0,25 Số mol Al còn lại : 0,2 - (2x-0,2)/3 = (0,8-2x)/3 Khối lượng Al(OH)3 còn lại : 78*(0,8-2x)/3= (0,8-2x)*26 Khối lượng kết tủa : m = 233x + (0,8-2x)*26= 66,05  x=0,25  a=0,25/0,5=0,5M 0,5 Câu 4 3,5 điểm Fe3O4 + 10 HNO3 3 Fe(NO3)3 + NO2 + 5 H2O (1) 0,5 M + 2n HNO3 M(NO3)n + n NO2 + n H2O (2) M + n Fe(NO3)3 nFe(NO3)2 + M(NO3)n (3) + NÕu M(OH)n kh«ng tan trong dd NH3 th× chÊt r¾n R gåm Fe2O3 vµ M2On lóc ®ã: 2 Fe3O4 3 Fe2O3 0,5 2 M M2On th× mR > 36g nhng mR = 24g < 36g. VËy M(OH)n tan trong dung dÞch NH3. 4,48 + nNO 0,2 mol. Khèi lîng F tan trong HNO3 lµ 36 g. 2 22,4 0,25 Trêng hîp 1: Kh«ng cã ph¶n øng (3) Fe(NO3)3 + 3 NH3 + 3 H2O Fe(OH)3  + 3 NH4NO3 (4) t0 2 Fe(NO3)3 Fe2O3 + 3 H2O (5) 0,25 24 nFe O 0,15 mol. Theo (1), (4), (5) n 0,1 mol 2 3 160 Fe3O4
9. m 0,1.232 23,2g Fe3O4 mM tham gia ph¶n øng (2) lµ 36 - 23,2 = 12,8 n (g); NO2 do (2) sinh ra lµ 0,1 mol M = 128n lo¹i 0,25 Trêng hîp 2: cã ph¶n øng (3) lóc ®ã kh«ng cã (4) vµ (5) mµ cã ph¶n øng: Fe(NO3)2 + 2 NH3 + 2 H2O Fe(OH)2 + 2NH4NO3 (6) t0 4 Fe(OH)2 + O2 2 Fe2O3 + 4 H2O (7) 24 nFe O 0,15 mol. Theo (1), (3), (6), (7) n 0,1 mol; 2 3 160 Fe3O4 m 0,1.232 23,2g Fe3O4 Khèi lîng M ph¶n øng víi (2) (3) lµ 36 - 23,2 = 12,8 (g); 0,4 0,25 nM ph¶n øng (2), (3) lµ mol n n 2 Suy ra M = 32n. CÆp nghiÖm ho¸ häc duy nhÊt lµ ; M lµ Cu M 64 0,5 + - 2+ 3 Cu + 8 H + 2 NO 3 3 Cu + 2 NO + 4 H2O n = 0,2.0,5.2 = 0,2 (mol); nCu = 0,06 (mol) ; n = 0,5.0,2 = 0,1 (mol ) H NO3 Cu 2 : 0,06 mol H : 0,04 mol dd sau ph¶n øng gåm K : 0,1 mol NO3 : 0,06 mol 2 SO 4 : 0,1 mol Khi c« c¹n 0,04 mol HNO3 ph©n huû 0,5 0,5 mH m 2 m m m 2 = 0,06. 64 + 0,1.39 + 0,02.62 + 0,1.96 Cu K NO3 SO4
10. = 18,72 (g) 4,0 điểm Câu 5 1. 2,0 đ -Dụng cụ: Ống nghiệm có nhánh (hoặc ống nghiệm, nút cao su có lỗ, ống thủy tinh), ống cao su, ống thủy tinh, đèn cồn, giá sắt, diêm, bình thu khí oxi, chậu thủy tinh chứa nước, bông. 0,5 - Hóa chất: KClO3 tinh thể, MnO2 - Phương pháp thu: Đẩy nước -Lưu ý: + KClO3 nên khô, nghiền nhẹ nhàng sau đó mới trộn với MnO2 0,5 + Miệng ống nghiệm hơi chúc xuống tránh vỡ ống nghiệm, hơ đều trước khi đun mạnh. + Rút ống dẫn khí ra khỏi mặt nước trước khi tắt đèn cồn. 0,25 -Vai trò MnO2: xúc tác làm phản ứng xảy ra nhanh và ở nhiệt độ thấp hơn. Không có MnO2 vẫn tạo ra oxi nhưng nhiệt độ cao hơn. 0,25 - Phương pháp này không điều chế oxi trong công nghiệp vì chi phí quá cao. 0,25 0,25 2. a. Dụng cụ: Đèn cồn, kiềng sắt, lưới sắt, diêm,cốc TT chịu nhiệt, bình cầu chứa nước. 2,0 đ Tiến hành: cho I2 lẫn tạp chất vào cốc TT, đặt lên kiềng sắt, dùng bình cầu chứa nước đậy lên miệng cốc. Sau đó đun nóng cho I2 bay hơi và ngưng tụ trên đáy
11. bình cầu, thu hồi I2 sạch. 0,5 b. Dụng cụ: Phễu chiết, bình đựng dung dịch, phễu TT Hóa chất: Nước Brom, C6H6. Tiến Hành: Cho nước brom và benzen với lượng thích hợp vào phễu chiết 0,25 (không được cho đầy), nút lại và lắc mạnh một thời gian để Brom chuyển sang benzen. Để yên để cho phân lớp hoàn toàn. Sau đó mở khóa để nước phần dưới chảy xuống trước, khi lượng nước vừa hết thì khóa lại. Sau đó chuyển sang bình đựng dung dịch và mở khóa để dung dịch brom/C6H6 chảy vào, đậy nắp bình. 0,25 c. mddH2SO4=10 gam VddH2SO4=10/1,84 = 5,4ml. Dụng cụ: Pipet có thang chia đến 0,1ml, quả bóp cao su; bình định mức 100ml, bình tia hoặc ống hút nhỏ giọt. 0,25 Hóa chất: dung dịch H2SO4 98%, nước cất. Tiến hành: Cho khoảng 50ml nước cất vào bình định mức 100ml, dùng pipet 0,25 lấy chính xác 5,4ml dung dịch H2SO4 98% rồi cho vào bình định mức, lắc đều ( không dùng miệng để hút mà dùng quả bóp cao su) Cho tiếp nước cất vào cho tới vạch 100ml, đậy nắp và lắc kĩ. 0,5 Lưu ý: Thí sinh trình bày cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa HẾT