Đề khảo sát đội tuyển học sinh giỏi lần 2 môn Hóa học Lớp 11 - Năm học 2017-2018 - Trường THPT Quỳnh Lưu (Có đáp án)

Nội dung text: Đề khảo sát đội tuyển học sinh giỏi lần 2 môn Hóa học Lớp 11 - Năm học 2017-2018 - Trường THPT Quỳnh Lưu (Có đáp án)

1. SỞ GD&ĐT NGHỆ AN ĐỀ THI KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LẦN 2 CỤM TRƯỜNG THPT LỚP 11 NĂM HỌC 2017 – 2018 QUỲNH LƯU – HOÀNG MAI Môn thi: HÓA HỌC Đề chính thức Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian giao đề) (Đề thi có 02 trang, gồm 05 câu) Cho biết: H=1, C=12, O=16, N=14, Ca=40, S=32, Br=80, Ba=137, Fe=56, Cu=64, Ag =108, Mg=24, Al=27, K=39, Zn=65, Cl=35,5. Câu 1. (4 điểm) 1. Hợp chất A được tạo thành từ các ion đều có cấu hình electron 1s22s22p63s23p6. Trong một phân tử A có tổng số hạt cơ bản là 164. a. Xác định hợp chất A biết khi hòa tan chất A vào nước được dung dịch B làm quì tím hóa xanh. b. Viết các phương trình hóa học xảy ra (dạng phân tử) khi cho dung dịch B ở trên lần lượt vào các dung dịch FeCl3; AlCl3; MgCl2. 2. Hợp chất Z được tạo bởi hai nguyên tố M, R có công thức MaRb trong đó R chiếm 6,667% về khối lượng. Trong hạt nhân một nguyên tử M có n = p + 4, còn trong hạt nhân một nguyên tử R có p’=n’, trong đó n, p, n’, p’ là số nơtron và proton tương ứng của một nguyên tử M và một nguyên tử R. Biết rằng tổng số hạt proton trong một phân tử Z = 84 và a + b = 4 Tìm công thức phân tử của Z 3. So sánh (có giải thích) bán kính của các hạt sau: Al, Al3+, Na, Na+, Mg, Mg2+, F-, O2-. Câu 2. ( 3 điểm) 1. Cho biết trong môi trường axit hợp chất chứa Mn có số oxi hóa +4 oxi hóa được H2O2, ngược lại trong môi trường bazơ H2O2 lại oxi hoá được hợp chất chứa Mn có số oxi hóa +2 thành hợp chất chứa Mn có số oxi hóa +4. Hãy viết 2 phương trình hóa học minh họa 2 quá trình trên. 2. Phát hiện lỗi ở các chất sản phẩm trong các phương trình hóa học sau (nếu có) và hoàn thiện lại cho đúng: a. CaI2 + H2SO4 đặc CaSO4 +2HI b. 2FeCl2 + 6H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 2Cl2 + 3SO2 +6H2O 3. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm sau (nếu có): a. Cho mẫu quặng đolomit vào dung dịch axit sunfuric đặc. b. Nung hỗn hợp quặng photphorit, cát và than cốc ở 1200oC trong lò điện. Câu 3. ( 4 điểm) 1. Những thay đổi nào có thể xảy ra khi bảo quản lâu dài trong bình miệng hở các dung dịch sau đây: a. axit sunfuhiđric. b. axit bromhiđric. 2. Giải thích các hiện tượng sau: a. Vì sao không thể dập tắt đám cháy của các kim loại K, Na, Mg, bằng khí CO2? b. Vì sao các đồ vật bằng bạc để lâu ngày thường bị xám đen ? 3. Tại sao khi đất nông nghiệp bị chua người ta thường bón vôi, dựa vào kiến thức hóa học, hãy giải thích? Giải thích tại sao đất có xu hướng bị chua hóa, dù có bón vôi thì sau một số vụ thì đất cũng sẽ lại bị chua. 4. Dùng hình vẽ mô tả thí nghiệm chứng minh khả năng bốc cháy khác nhau của Photpho trắng và Photpho đỏ. Hãy mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
2. Câu 4. ( 4 điểm) 1. Nhúng thanh Mg vào dung dịch chứa 0,1 mol muối sunfat trung hoà của một kim loại R, sau phản ứng hoàn toàn lấy thanh Mg ra thấy khối lượng thanh Mg tăng 4,0 gam. Giả sử toàn bộ kim loại sinh ra bám hết vào thanh Mg, xác định kim loại R. 2. Đốt cháy hoàn toàn m gam C trong V lít O2 ở (đktc), thu được hỗn hợp khí A có tỷ khối đối với H2 là 19. a. Hãy xác định thành phần % theo thể tích các khí có trong A. b. Tính m và V, biết rằng khi dẫn hỗn hợp khí A vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư tạo thành 5 gam kết tủa trắng. 3. Trong tự nhiên Bo có 2 đồng vị: 10B và 11B. Biết thành phần % về khối lượng của đồng vị 11B trong H3BO3 là 14,407%. Tính % số nguyên tử của mỗi đồng vị Bo trong tự nhiên. Câu 5. ( 5 điểm) + 2 2 1. Dung dịch A chứa a mol Na , b mol NH4 , c mol HCO3 , d mol CO3 và e mol SO4 . Thêm (c + d + e) mol Ba(OH)2 vào dung dịch A, đun nóng thu được khí X, kết tủa Y và dung dịch Z. Tính số mol của X, Y và mỗi ion trong dung dịch Z. Xem sự phân li của nước không đáng kể. 2. Cho 3,9 gam hỗn hợp M gồm hai kim loại X, Y có hoá trị không đổi lần lượt là II và III vào dung dịch H2SO4 loãng (dư), sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch A và 4,48 lít khí H2 (đktc). a. Tính khối lượng muối trong A. b. Cho 3,9 gam hỗn hợp M tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch HNO3 1M, sau phản ứng thu được 0,84 lít khí B duy nhất (đktc) và dung dịch C. Cô cạn cẩn thận dung dịch C được 29,7 gam muối khan. Tìm công thức phân tử của B và tính giá trị của V? 3. Cho hỗn hợp A gồm 3 hiđrocacbon X, Y, Z thuộc 3 dãy đồng đẳng khác nhau, hỗn hợp B gồm O2 và O3. Trộn A và B theo tỉ lệ thể tích tương ứng là 1,5 : 3,2 rồi đốt cháy hoàn toàn thu được hỗn hợp chỉ gồm CO2 và hơi H2O theo tỉ lệ thể tích là 1,3 : 1,2. Biết tỉ khối của khí B đối với hiđro là 19. Tính tỉ khối của khí A đối với hiđro? Hết
3. HƯỚNG DẪN CHẤM THI KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LẦN 2 LỚP 11 NĂM HỌC 2017 – 2018 (Hướng dẫn chấm gồm có 04 trang) Lưu ý: Thí sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa, phương trình hóa học cân bằng sai trừ ½ số điểm. Cấu Hướng dẫn Điểm Câu 1 4 1. (1,75 điểm) a. Gọi P, N lần lượt là số proton và số nơtron trong A Giả sử trong A có a ion N 0,25 Ta có: 2P + N = 164 và 1 1,5 P 164 164 0,25 Số proton trong A = 18a (hạt) a 2,6 a 3,03 3,5.18 3.18 Với a là số nguyên, nên a = 3 0,25 A có thể là K2S hoặc CaCl2 0,25 Vì khi hòa tan chất A vào nước được dung dịch B làm quì tím hóa xanh nên A là K2S b. Các phương trình hóa học 0,25 2FeCl3+3K2S 6KCl + 2FeS +S 0,25 2AlCl3+3K2S +6H2O 6KCl + 2Al(OH) 3 + 3H2S 0,25 MgCl2+K2S +2H2O 6KCl + Mg(OH) 2 + H2S 2. (1,25 điểm) Số khối của nguyên tử M: p + n = 2p + 4 Số khối của nguyên tử R: p’ + n’ = 2p’ 2p'b 6,667 1 % khối lượng R trong MaRb = a(2p 4) 2p'b 100 15 p'b 1 (1) ap p'b 2a 15 0,25 Tổng số hạt proton trong M R = ap + bp’ = 84 (2) a b 0,25 a + b = 4 (3) 0,25 p'b 1 (1), (2) 84 2a 15 1176 2 15p'b 84 2a  a 0,25  p (2) p'b 84 ap 15 (3) 1 a 3 a 1 2 3 p 78,26 39,07 26 (Fe) a = 3 b = 1 p’ = 6: cacbon (C) 0,25 Vậy CTPT của Z là Fe3C 3. (1điểm) - Khi đi từ trái sang phải trong một chu kì bán kính nguyên tử giảm dần nên: Na > Mg > Al. 0,25 - Vì các ion Na+, Mg2+, F - , O2 – đều có cấu hình electron giống Ne : 1s2 2s2 2p6, nên bán kính của chúng giảm xuống khi điện tích hạt nhân tăng: 0,25 2 – – + 2+ 3+ 8O > 9F > 11Na > 12Mg > 13Al . - Vì cấu hình electron của Al là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 có số lớp e lớn hơn so với O2 – nên 0,25 bán kính Al > O 2- - Do đó bán kính giảm dần như sau: Na > Mg > Al > O 2-> F – > Na+ > Mg2+ > Al3+ 0,25 Câu 2 3
4. 1. (1 điểm) viết đúng các chất tham gia và sản phẩm: 0,25đ; cân bằng đúng: 0,25đ. Trong môi trường axít 0,5 MnO2 + H2O2 + H2SO4 MnSO4 + O2 + 2H2O Trong môi trường bazơ: H2O2 +MnCl2 + 2NaOH Mn(OH)4 + 2NaCl 0,5 2. (1 điểm) Phát hiện lỗi: 0,25đ, sửa lỗi: 0,25đ/1 phương trình -1 6 a. H I khử được H2 S O4 đặc 0,25 nên phương trình sửa lại 4CaI2 + 5H2SO4 đặc 4CaSO4 + H2S + 4I2 +4H2O 0,25 1 - 0,25 b. Do ion Cl trong FeCl 2 không khử được H2SO4 đặc nên sản phẩm không có Cl2 0,25 nên phương trình sửa lại 2FeCl2 + 4H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + 4HCl + 2H2O 3. (1 điểm) a. Cho mẫu quặng đolomit vào dung dịch axit sunfuric đặc. CaCO3 +H2SO4 CaSO4 + H2O + CO2 0,25 MgCO3 +H2SO4 MgSO4 + H2O + CO2 0,25 b. Nung hỗn hợp quặng photphorit, cát và than cốc ở 1200oC trong lò điện. 1200o C Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C  3CaSiO3 + 5CO + 2P 0,5 Câu 3 4 1. (1 điểm) a. Xuất hiện vẩn đục của kết tủa lưu huỳnh: 0,25 2H2S + O2 2H2O + 2S↓ 0,25 b. Thấy dung dịch có màu vàng nhạt: 0,25 O2 + 4HBr 2H2O + 2Br2 0,25 2. (1 điểm) a. Không thể dập tắt đám cháy của các kim loại K, Na, Mg, bằng khí CO 2 vì các kim 0,25 loại trên có tính khử mạnh nên vẫn cháy được trong khí quyển CO2 Thí dụ: 2Mg + CO2 2MgO + C 0,25 b. Các đồ vật bằng bạc để lâu ngày thường bị xám đen do bạc tác dụng với khí O2 và khí H2S có trong không khí tạo ra bạc sunfua có màu đen. 0,25 4Ag + O2+ 2H2S 2Ag2S + 2H2O 3. (1 điểm) 0,25 - Đất chua là đất có chứa nhiều ion H + dạng tự do và dạng tiềm tàng ( có thể sinh ra do các ion kim loại Al3+, Fe3+, Fe2+, thủy phân tạo thành). Trong thực tế có thể dùng bón 0,25 vôi cho ruộng bằng CaCO3, CaO, Ca(OH)2, quặng đolomit CaCO3.MgCO3. Khi bón vôi sẽ trung hòa H + và làm kết tủa các ion kim loại đó, vì vậy làm giảm độ chua của đất. 0,25 - Đất có thể bị chua do nhiều nguyên nhân, có thể là do mưa axit, hay do ta bón lân, đạm. Tuy nhiên nguyên nhân chính dẫn đến xu hướng chua hóa của đất là do quá trình rễ cây 0,25 hấp thụ các chất dinh dưỡng trong đất (dưới dạng dễ tan và khó tan). Đối với các chất khó tan, rễ cây tiết ra dung dịch có tính axit để hòa tan chúng. Qúa trình cây hấp thụ các ion 0,25 kim loại (như K+, Ca2+, ) là quá trình trao đổi ion với ion H+. Do đó đất bị chua. 4. (1 điểm) - Hình vẽ đúng (như Hình 2.13. SKG hóa học 11, trang 49) - Hiện tượng: P trắng bốc cháy, còn P đỏ không bốc cháy 0,25 - Giải thích: Do cấu tạo khác nhau ( P trắng: cấu trúc tinh thể phân tử; P đỏ cấu trúc 0,25 polime) nên P trắng kém bền hơn P đỏ vì thế P trắng hoạt động hóa học mạnh hơn P đỏ. 0,25 P trắng tác dụng với Oxi không khí dễ dàng hơn, tạo thành P2O5. o - Phương trình hóa học: 4P + 5O t 2P O 2 2 5 0,25 Câu 4 4 1. (1 điểm) TH1: R có cùng hóa trị II với Mg Mg RSO4 RSO4 R tăng R- 24 gam 0,25 0,1 mol tăng 4 gam
5. 0,1(R 24) 4 R 64(Cu) 0,25 TH2: R có hóa trị n khác II Phöông trình phaûn öùng : 0,25 nMg R2 (SO4 )n  nMgSO4 2R mol : 0,1n  0,1 0,2 mkim loaïi taêng 0,2R 24.0,1n 4 R 12n 20 n 3; R 56 (Fe). 0,25 2. (2 điểm) a. Vì M=19.2=38 trong A có CO2 TH1: A gồm CO và CO2 xét 1 mol hỗn hợp gọi số mol CO và CO2 lần lượt là a và b ta có 0,25 a+b=1 28a+44b=38 => a=0,375 b=0,625 %VCO=37,5% %VCO2=62,5% 0,25 TH2: A gồm O2 và CO2 xét 1 mol hỗn hợp gọi số mol O 2 và CO2 lần lượt là a và b ta có 0,25 a+b=1 32a+44b=38 => a=0,5 b=0,5 %VCO=50% %VCO2=50% 0,25 b. nCaCO3 = 0,05mol TH1: A gồm CO và CO2 nCO2=nCaCO3=0,05 nCO=0,03 0,25 mC=0,08.12=0,96 gam; 0,25 nO2 đã lấy =0,065 VO2 =1,456 lít TH2: A gồm O2 và CO2 nC=0,05 0,25 m=0,6 gam; 0,25 VO2 =2,24 lít 3. ( 1 điểm) Gọi % số nguyên tử của đồng vị 11B là x % số nguyên tử của đồng vị 10B là (1-x). 0,25 Ta có: MB = 11x + 10(1-x) = x + 10 0,25 11x 14,407 Theo bài ra ta có: = 0,25 3 + 16.3 + 10 + x 100 Giải phương trình trên được x = 0,81. Vậy, trong tự nhiên: %11B = 81% %10B = 100% - 81% = 19% 0,25 Câu 5 5 1. (1điểm) Các phương trình hóa học: - NH4 + OH NH3 + H2O (1) - 2 HCO3 + OH CO3 + H2O (2) 2 2+ CO3 + Ba BaCO3 (3) 2 2+ SO4 + Ba BaSO4 (4) Trong dung dịch A có: a + b = c + 2d +2e 0,125 Ta có: nOH-(2) = c mol 0,125 n OH-(1) = c + 2d + 2e > b do đó NH hết, OH- dư 4 0,125 Vậy khí NH3: b mol 0,125 Kết tủa Y gồm BaCO3 (c+d) mol 0,125 và BaSO4 e mol 0,125 Dung dịch Z gồm Na+ a mol, 0,125 và OH- dư c +2d +2e -b = a mol
6. 2. (2,5điểm) 0,125 a. PTHH + 2+ X + 2H X + H2 (1) + 3+ 2Y + 6H 2Y + 3H2 (2) 0,25 4,48 0,25 Ta có n = =0,2mol H2 22,4 0,25 mmuèi mhçnhîp KL m 2 3,9 0,2.96 23,1gam 0,25 SO4 b. Theo (1) và (2): 2+ + X X +2e 2H +2e H2 Y Y3+ +3e n =2.0,2=0,4 mol e cho 0,25 mmuèi nitrat cña KL mKL 62.n mKL 62.2n 2 3,9 62.2.0,2 28,7 gam 29,7 gam NO3 SO4 0,25 - Ngoài muối NO3 của hai kim loại còn có muối NH4NO3. 29,7 28,7 n 0,0125mol NH4NO3 80 0,25 ne nhận tạo NH4NO3 = 0,0125 . 8 = 0,1 mol n = 0,4 – 0,1 = 0,3 mol e nhận tạo khí B 0,25 0,84 mà n 0,0375mol B 22,4 0,3 Số mol e trao đổi của B = 8 B là khí N2O 0,0375 0,25 n n 10. 0,0375 1 0. 0,0125 0,5 mol HNO3 H 0,5 Vậy: V = 0,5 lit 0,25 dd HNO3 1 3. (1,5điểm) Đặt công thức chất tương đương của hỗn hợp A là Cx H y 0,25 M B = 19.2 = 38 => tỉ lệ số mol O2 và O3 là 5:3 Trộn A với B theo tỉ lệ thể tích 1,5: 3,2. Chọn nB = 3,2 mol => n (O2) = 2 mol; n (O3) = 1,2 mol  ∑nO = 7,6 mol 0,25 Khi đó nA = 1,5 mol. Khi đốt cháy A ta có thể coi: y y C H + (2x + ) O → x CO2 + H2O x y 2 2 0,25 y y Mol 1,5 1,5(2x+ ) 1,5x 1,5 2 2 y Ta có: ∑nO = 1,5(2x+ ) =7,6 (*) 2 y 0,25 Vì tỉ lệ thể tích CO2 : H2O = 1,3:1,2 =>x : = 1,3:1,2 ( ) 2 0,25 Giải hệ (*), ( ) ta được: x = 26/15; y = 16/5 = 3,2 M A = 12x + y = 24 =>dA/H2 = 12 0,25 Hết