Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Hóa học Lớp 11 - Năm học 2015-2016 - Cụm trường THPT Quỳnh Lưu (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Hóa học Lớp 11 - Năm học 2015-2016 - Cụm trường THPT Quỳnh Lưu (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH CỤM THI THPT QUỲNH LƯU NĂM HỌC 2015-2016 Môn thi: HÓA HỌC – LỚP 11 Thời gian làm bài: 150 phút ( không kể thời gian phát đề ) (Đề thi có 02 trang, gồm 5 câu) Lưu ý: Thí sinh không sử dụng bất cứ tài liệu nào. Câu 1 (2,5 điểm). Nguyên tử của nguyên tố R ở trạng thái cơ bản có tổng số electron ở các phân lớp s là 7. a. Viết cấu hình electron nguyên tử của R ở trạng thái cơ bản, xác định tên nguyên tố R. b. Với R có phân lớp 3d đã bão hoà, hoà tan hoàn toàn m gam một oxit của R trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư sinh ra 0,56 lít (điều kiện tiêu chuẩn) khí SO2 là sản phẩm khử duy nhất. Toàn bộ lượng khí SO2 trên phản ứng vừa đủ với 2 lít dung dịch KMnO 4 thu được dung dịch T (coi thể tích dung dịch không thay đổi). - Viết các phương trình hoá học, tính m và tính nồng độ mol/l của dung dịch KMnO4 đã dùng. - Tính pH của dung dịch T (bỏ qua sự thủy phân của các muối). -2 Biết axit H2SO4 có Ka1 =+∞; Ka2 = 10 . Câu 2 (5,5 điểm). 1. Sục khí A vào dung dịch chứa chất B ta được rắn C màu vàng và dung dịch D. Khí X có màu vàng lục tác dụng với khí A tạo ra C và F. Nếu X tác dụng với khí A trong nước tạo ra Y và F, rồi thêm BaCl2 vào dung dịch thì có kết tủa trắng. A tác dụng với dung dịch chất G là muối nitrat kim loại tạo ra kết tủa H màu đen. Đốt cháy H bởi oxi ta được chất lỏng I màu trắng bạc. Xác định A, B, C, F, G, H, I, X, Y và viết phương trình hóa học của các phản ứng. 2. Viết phương trình hóa học dạng phân tử và ion thu gọn khi cho các dung dịch (mỗi dung dịch đều chứa 1 mol chất tan) tác dụng với nhau theo từng cặp sau: BaCl2 và NaHSO4; Ba(HCO3)2 và KHSO4; Ca(H2PO4)2 và KOH; Ca(OH)2 và NaHCO3. 3. Nêu hiện tượng và viết phương trình phản ứng minh họa: a. Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch Na2CO3. b. Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch KMnO4. c. Cho đạm urê vào dung dịch nước vôi trong. Câu 3 (6,0 điểm). 1. Cho 11,2 gam Fe vào 300 ml dung dịch chứa (HNO 3 0,5M và HCl 2M) thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X. Cho dung dịch X tác dụng với lượng dư dung dịch KMnO4 / H2SO4 loãng. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. a. Cô cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam chất rắn khan. b. Tính khối lượng KMnO4 đã bị khử. 2. Hòa tan hoàn toàn 4,8 gam kim loại M vào dung dịch axit HNO3, thu được dung dịch A. Chia A thành 2 phần bằng nhau. - Kết tinh phần 1 ở điều kiện thích hợp thu được 25,6 gam một muối X duy nhất. - Cho phần 2 tác dụng với NaOH dư được kết tủa B. Nung B đến khối lượng không đổi thu được 4,0 gam chất rắn. Xác định kim loại M và muối X, biết M chỉ có một hóa trị duy nhất.
2. 3. Thêm V (ml) dung dịch Ba(OH)2 0,1M vào 100 ml dung dịch KAl(SO4)2 0,1M thu được 2,1375 gam kết tủa. Tính V. Câu 4 (3,0 điểm). Nung 109,6 gam Bari kim loại với một lượng vừa đủ NH 4NO3 trong một bình kín, thu được hỗn hợp sản phẩm chỉ chứa 3 hợp chất của Bari (hỗn hợp A). Hòa tan hỗn hợp A trong một lượng nước dư, thu được hỗn hợp khí B và dung dịch C. a. Giải thích và viết phương trình phản ứng xảy ra. b. Cho khí B vào bình kín dung tích không đổi, khi áp suất ổn định (đạt tới trạng thái cân bằng) thấy áp suất tăng 10% so với áp suất ban đầu. Tính % thể tích các khí ở trạng thái cân bằng. Câu 5 (3,0 điểm). 1. Trong phòng thí nghiệm bộ dụng cụ vẽ dưới đây có thể dùng để điều chế những chất khí nào trong số các khí sau: Cl2, O2, NO, SO2, CO2, H2, C2H4, giải thích. Mỗi khí điều chế được hãy chọn một cặp chất A và B thích hợp và viết phản ứng điều chế chất khí đó? 2. Hãy cho biết tên của các dụng cụ, cách lắp ghép (bằng hình vẽ) và hóa chất cần lấy, cách tiến hành thí nghiệm xác định định tính C, H có trong saccarozơ trong phòng thí nghiệm. HẾT
3. HƯỚNG DẪN CHẤM Câu 1 2,5 điểm a) Trong vỏ nguyên tử của nguyên tố R electron phân bố vào các phân lớp s theo thứ 2,5 tự là: 1s2; 2s2; 3s2; 4s1 => Các cấu hình electron thỏa mãn là 1s22s22p63s23p64s1 => Z = 19 R là Kali 1s22s22p63s23p63d54s1 => Z = 24 R là Crom 0,75 1s22s22p63s23p63d104s1 => Z = 29 R là đồng b) Vì oxit của Cu tác dụng với dung dịch axit sunfuric đặc nóng tạo ra khí SO2 do đó 0,5 là đồng (I) oxit (Cu2O) n 0,025(mol) SO2 t o Cu2O + 2H2SO4  2CuSO4 + SO2 + 2H2O 0,025 0,025 (mol) => m=144.0,025=3,6 (g) 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O 2H2SO4 + K2SO4 + 2MnSO4 0,025 0,01 0,01 (mol) 0,5 Nồng độ mol/l của dung dịch KMnO4 là 0,005 (M) Phương trình điện li của axit sunfuric: ([H2SO4]=0,005M) + - H2SO4 H + HSO4 0,005 0,005 0,005(M) - + 2- HSO4 H + SO4 C :0,005 0,005 0 (M) [ ]: 0,005 - x 0,005+x x (M) (0,005 x).x x 2,81.10 3 => 10 2 => 0,005 x x 0,01 0,75 => [H+]=0,005+2,81.10-3=7,81.10-3(M) => pH= 2,107 Câu 2 5,5 điểm 1. 2đ A : H2S; B : FeCl3; C : S ; F : HCl ; G : Hg(NO3)2 ; H : HgS ; I : Hg ; X : Cl2 ; Y : H2SO4 0,5 Không cần lý luận chỉ cần xác định đúng các chất và viết phương trình cho điểm tối đa Phương trình hóa học của các phản ứng : H2S + 2FeCl3 → 2FeCl2 + S + 2HCl (1) Cl2 + H2S → S + 2HCl (2) 4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H2SO4 (3) 0,25 BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl (4) x6 =1,5 H2S + Hg(NO3)2 → HgS + 2HNO3 (5) t0 HgS + O2  Hg + SO2 (6) 2. BaCl2 + NaHSO4  BaSO4  +NaCl + HCl 0,25 2đ 2+ 2 x 8 Ba + SO4  BaSO4  =2 Ba(HCO3)2 + KHSO4  BaSO4  + KHCO3 + CO2  + H2O 2+ Ba + HCO3 + HSO4  BaSO4  + CO2  + H2O Ca(H2PO4)2 + KOH CaHPO4  + KH2PO4 + H2O 2+ 2 - Ca + H 2PO4 + OH  CaHPO4  + H2O
4. Ca(OH)2 + NaHCO3  CaCO3  + NaOH + H2O 2+ - Ca + OH + HCO3  CaCO3  + H2O 3 a. Ban đầu chưa có khí, sau một lúc mới thoát ra bọt khí không màu 0,5x + 2- - 1,5 đ H + CO3 → HCO3 3 + - H + HCO3 → H2O + CO2 =1,5 b. Thoát ra khí màu vàng lục và dung dịch bị mất màu tím 16HCl + 2 KMnO4 → 5Cl2 + 2 KCl + 2MnCl2 + 8H2O c. Có khí mùi khai và có kết tủa trắng (NH2)2CO + H2O → (NH4)2CO3 (NH4)2CO3 + Ca(OH)2 → 2 NH3 + CaCO3 + 2H2O Câu 3 6 điểm 1. a. 2đ nFe = 0,2 mol; nHNO 0,15; nHCl = 0,6 => n 0,75, n 0,15; n 0,6 0,25 3 H NO3 Cl + - 3+ Fe + 4H + NO3 → Fe + NO + 2 H2O 0,15 ←0,6 ←0,15 → 0,15 Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ 0,05 → 0,1 → 0,15 Dung dịch X có Fe2+ (0,15 mol); Fe3+ (0,05 mol); H+ (0,15 mol); Cl- (0,6 mol) 0,5 Cô cạn dung dịch X được 2 muối: FeCl2 (0,15 mol) và FeCl3 (0,05 mol) => mmuối = 27,175 gam b. (0,5 điểm) 0,25 Cho lượng dư KMnO4 / H2SO4 vào dung dịch X: Fe+2 → Fe+3 + 1e Mn+7 + 5e → Mn+2 - 2Cl → Cl2 + 2e Dùng bảo toàn mol electron ta có: 0,25 n 2 + n = 5n 7 Fe Cl Mn +7  Số mol KMnO4 = Số mol Mn = 0,15 mol 0,5 m (KMnO4) = 23,7 gam. 0,25 2 Gọi hóa trị của kl là n (1,2,3) , 2đ khối lượng mol là a (g) Gọi số mol muối ở mỗi phần là x . ta có số mol kim loại ban đầu là 2x có 2ax = 4,8 nên ax = 2,4 (1) 0,25 Nếu muối tạo thành chỉ là M(N03)n thì ta có : (a + 62n)x = 25,6 (2) 0,25 Từ (1) và (2) suy ra x = (25,6 - 2,4)/62n = 0,187/n Mặt khác theo các pt (viết pt ra ) số mol oxit thu dc là x/2 nên ta có (2a + 16n) x/2 = 4 (3) từ (1) và (3) ta có x = (4- 2,4 ) /16n = 0,1/n 0,25 Ta thấy 2 giá trị x ko bằng nhau . Vì vậy muối NO3 phải là muối ngậm nước Đặt công thức muối là M(NO3)n.mH2O khối lượng muối mỗi phần là (a + 62n +18m)x = 25,6 (4) 0,25 Kết hợp (1) (3) (4) ta có hệ 0,25 ax= 2,4 (2a + 16n) x/2 = 4
5. (a + 62n +18m)x = 25,6 thay ax = 2,4 vào các pt dưới ta dc nx = 0,2 và mx = 0,6 suy ra a/n = 12 . 0,25 thay n= 1, 2, 3 => a= 24 . là Mg thay n= 2 thu dc x= 0,1 . do đó m = 6 0,25 vậy M là Mg và muối là Mg (NO3)2. 6H2O 0,25 3. Theo giả thiết n 0,01mol và n 0,02 mol . Gọi x là số mol Ba(OH) cần 0,5 Al3 SO2 2 2đ 4 thêm vào, như vậy n x mol và n 2x mol . Ba2 OH 2+ 2- Ba + SO4 BaSO4 (1) x (mol) 0,02 (mol) 3+ - Al + 3OH Al(OH)3 (2) 0,01 (mol) 2x (mol) - - Al(OH)3 + OH Al(OH)4 (3) 0,5 Xét trường hợp chỉ xảy ra phản ứng (1) và (2). Trong trường hợp này Al 3+ tham gia 2x phản ứng vừa đủ hoặc dư : 0,01 x 0,015(mol) , và như vậy Ba 2+ phản ứng 3 hết ở phản ứng (1). 2x Ta có m(kết tủa) = 233.x 78. 2,1375 x 0,0075(mol) 3 Vậy thể tích dung dịch Ba(OH)2 đã sử dụng là : 0,0075mol V= 1000ml / l 75ml 0,1mol / l 0,5 Nếu xảy ra các phản ứng (1), (2) và (3) thì x 0,015(mol) m 0,015 mol 233gam / mol 3,495gam 2,1375gam (loại). BaSO4 Vậy kết luận V= 75 ml 0,5 Câu 4 3 điểm a.1điểm t0cao 8Ba + NH4NO3  3BaO + Ba3N2 + 2 BaH2 (gồm 5 pt khai triển) BaO + H2O  Ba(OH)2 0,25 Ba3N2 + 6H2O 3Ba(OH)2 + 2NH3  x 4 = 1 BaH2 + 2H2O  Ba(OH)2 +2H2  b.2 điểm 109,6 1 Theo đầu bài n = =0,8mol;n =0,8. .2=0,2mol;n =0,4mol Ba 137 NH3 8 H2 Khi cho khí vào bình kín 2NH3 N2 + 3H2 0,5 Trước phản ứng 0,2 mol 0 0,4mol 0,5 Phản ứng 2x
6. Cân bằng 0,2 – x x 0,4+3x Theo đầu bài áp suất bình tăng 10% nên số mol khí sau phản ứng bằng 1,1 lần số mol trước phản ứng 0,2 – 2x + x + 0,4 + 3x = 1,1.0,6  x = 0,03 mol Vậy ở trạng thái cân bằng thành phần số mol mỗi khí là 0,5 0,14 mol NH3 (21,21%); 0,03 mol N2 (4,55%); 0,49 mol H2 (74,24%) 0,5 Câu 5 3 điểm 1. 2 đ 1,0 Giải thích: Để điều chế được khí C như bộ dụng cụ vẽ thì khí C phải có đặc điểm: nặng hơn không khí (M = 29) và không tác dụng với không khí. => có thể điều chế được các khí: Cl2, SO2, CO2, O2. - Phản ứng điều chế: 2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2  + 8H2O Na2SO3 + H2SO4 (loãng) Na2SO4 + SO2  + H2O 0,25 CaCO3 + 2HCl 2NaCl + CO2  + H2O x 4= 1,0 H2O2 (xúc tác MnO2) H2O + 1/2O2  2. 1 đ Dụng cụ thí nghiệm hình - Giá sắt 0,5 Bông trộn CuSO4(khan) - Ống nghiệm C12H22O11 và CuO - Đèn cồn - Dây dẫn khí DC Hóa chất 0,25 - CuO và đường saccarozơ dd Ca(OH) - CuSO4 khan và bông 2 - Dung dịch Ca(OH)2 HC - Chất làm khô CaO 0,25 Lưu ý: Thí sinh trình bày cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa HẾT