Đề thi khảo sát học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 11 - Năm học 2017-2018 - Sở giáo dục và đào tạo Nghệ An (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi khảo sát học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 11 - Năm học 2017-2018 - Sở giáo dục và đào tạo Nghệ An (Có đáp án)

1. SỞ GD & ĐT NGHỆ AN ĐỀ THI KHẢO SÁT HỌC SINH GIỎI KHỐI 11 CỤM LIấN TRƯỜNG NĂM HỌC 2017-2018, MễN HểA HỌC (Thời gian:150p) Cõu 1. ( 4 điểm ). 10 11 11 a, Trong tự nhiờn Bo cú 2 đồng vị: B và B. Biết thành phần % về khối lượng của đồng vị B trong H3BO3 là 14,407%. Tớnh % số nguyờn tử của mỗi đồng vị Bo trong tự nhiờn. b, Viết phương trỡnh phản ứng xảy ra khi cho NH 4Cl tỏc dụng với CuO và với ZnO. Cho biết ứng dụng thực tế của NH4Cl tương ứng với cỏc phản ứng này. c, Viết phương trỡnh phản ứng (dưới dạng phõn tử) khi cho cỏc dung dịch (mỗi dung dịch đều chứa 1 mol chất tan) tỏc dụng với nhau theo từng cặp sau: BaCl2 và KHSO4; Ba(HCO3)2 và NaHSO4; Ca(H2PO4)2 và NaOH; Ca(OH)2 và NaHCO3. Cõu 2: (3,0 điểm) a, Chỉ dựng thờm một thuốc thử, hóy trỡnh bày cỏch nhận biết cỏc dung dịch bị mất nhón sau: NH4HSO4 , Ba(OH)2, BaCl2, HCl, KCl, H2SO4. Viết cỏc phương trỡnh phản ứng xảy ra. b, Chỉ từ KMnO4, FeS, Zn và dung dịch axit clohidric với cỏc thiết bị thớ nghiệm và điều kiện phản ứng coi như cú đủ hóy viết cỏc phương trỡnh phản ứng để cú thể điều chế được 6 chất khớ khỏc nhau. Cõu 3: (3,0 điểm) Phốn chua là một loại muối sunfat kộp cú cụng thức KAl(SO4)2.12H2O a, Khi hũa tan phốn chua trong nước, dung dịch thu được cú thể cú những ion nào (bỏ qua tương tỏc của ion sunfat với nước) và cú mụi trường axit hay bazơ ? Giải thớch. b, Thờm 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. Tớnh V. Cõu 4: (2,0 điểm) Cho m gam hỗn hợp gồm NaBr, NaI phản ứng với dung dịch H 2SO4 đặc núng thu được hỗn hợp khớ A (ở đktc). Ở điều kiện thớch hợp A phản ứng vừa đủ với nhau tạo chất rắn cú màu vàng và một chất lỏng khụng chuyển màu quỳ tớm. Cho Na dư vào phần lỏng được dung dịch B. Dung dịch B hấp thụ vừa đủ với 2,24 lớt CO 2 (ở đktc) được 9,5 gam muối. Viết phương trỡnh húa học của cỏc phản ứng xảy ra và tớnh m. Cõu 5: (4,0 điểm) a, Thủy phõn hoàn toàn 2,475 gam halogenua của photpho người ta thu được hỗn hợp 2 axit (axit của photpho với số oxi húa tương ứng và axit khụng chứa oxi của halogen). Để trung hũa hoàn toàn hỗn hợp này cần dựng 45 ml dung dịch NaOH 2M. Xỏc định cụng thức của halogenua đú. b, Hũa tan hoàn toàn 0,775 gam đơn chất R trong dung dịch HNO3 đặc được một hỗn hợp gồm hai khớ (tồn tại trong điều kiện thớch hợp) nặng 5,75 gam, cú tỷ khối hơi so với hiđro là 115/3 và một dung dịch gồm 2 axit cú oxi với hàm lượng oxi lớn nhất. Xỏc định đơn chất R. Cõu 6. (4,0 điểm) Cho 39,84g hỗn hợp gồm Fe3O4 và kim loại M vào dung dịch HNO3 đun núng, khuấy đều hỗn hợp để phản ứng hoàn toàn thu được 4,48 lớt NO 2 là sản phẩm khử duy nhất (đktc), dung dịch G và 3,84g kim loại M. Cho 3,84g M vào 200ml dung dịch H2SO4 0,5M và KNO3 0,5M được dung dịch H, khớ NO duy nhất. Cho dung dịch NH 3 dư vào dung dịch G thu được kết tủa K. Nung K trong khụng khớ đến khối lượng khụng đổi thu được 24g chất rắn R. a). Tỡm kim loại M (biết M cú húa trị khụng đổi trong cỏc phản ứng trờn) b). Cụ cạn cẩn thận dung dịch H thu được bao nhiờu gam muối khan? HẾT
2. ĐÁP ÁN ĐỀ THI KHẢO SÁT HỌC SINH GIỎI KHỐI 11 CỤM LIấN TRƯỜNG HUYỆN YấN THÀNH Cõu Đỏp ỏn Điểm Cõu 1: a, Gọi % số nguyờn tử của đồng vị 11B là x % số nguyờn tử của đồng vị 10B là (1-x). (4điểm) Ta cú: MB = 11x + 10(1-x) = x + 10 11x 14,407 Theo bài ra ta cú: = 3 + 16.3 + 10 + x 100 Giải phương trỡnh trờn được x = 0,81. Vậy, trong tự nhiờn: 11 % B = 81% 1 điểm %10B = 100% - 81% = 19% b, Trong thực tế, NH4Cl được dựng để đỏnh sạch bề mặt kim loại trước khi hàn: 4CuO + 2NH4Cl N2 + 3Cu + CuCl2 + 4H2O 1,0 điểm ZnO + 2NH4Cl ZnCl2 + 2NH3 + H2O c, Viết phương trỡnh BaCl2 + KHSO4  BaSO4  + KCl + HCl Ba(HCO3)2 + NaHSO4  BaSO4  + NaHCO3 + CO2  + H2O Ca(H2PO4)2 + NaOH  CaHPO4  + NaH2PO4 + H2O 2 điểm Ba(OH)2 + KHCO3  BaCO3  + KOH + H2O Cõu 2: a, Cho quỳ tớm lần lượt vào từng chất : (3điểm) + quỳ tớm chuyển màu đỏ là : NH4HSO4, HCl, H2SO4 ( nhúm I) + quỳ tớm chuyển màu xanh là : Ba(OH)2 + Quỳ tớm khụng chuyển màu là: BaCl2, KCl.( nhúm II). - Cho dung dịch Ba(OH)2 vào từng chất ở nhúm I + Dung dịch nào vừa cú khớ bay lờn vừa cú kết tủa là NH4HSO4 NH4HSO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + NH3  + 2H2O + Dung dịch nào tạo kết tủa là H2SO4
3. Ba(OH)2 + H2SO4 BaSO4 + 2H2O + Dung dịch nào chỉ núng lờn là HCl: Ba(OH)2 + HCl BaCl2 + 2H2O - Cho H2SO4 vào cỏc dung dịch ở nhúm II , dung dịch nào cú kết tủa là BaCl2, dung dịch cũn lại là KCl: 1,5 điểm BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl b, t 0 * Điều chế O2 : 2KMnO4  K2MnO4 + O2  + MnO2 * Điều chế H2 Zn + 2HCl ZnCl2 + H2  * Điều chế Cl2 2KMnO4 + 16 HCl 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2  + 8H2O * Điều chế hidrounfua H2S : FeS + 2HCl FeCl2 + H2S  * Điều chế khớ SO2 : 4FeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2  1,5 điểm * Điều chế khớ hidroclorua HCl : H2 + Cl2 HCl Cõu 3: a, Trong dung dịch phốn chua cú xảy ra cỏc quỏ trỡnh : + 3+ 2- (3 điểm) KAl(SO4)2 K + Al + 2SO4 3+ 2+ + Al + H2O ⇄ Al(OH) + H 2+ + + Al(OH) + H2O ⇄ Al(OH)2 + H + + Al(OH)2 + H2O ⇄ Al(OH)3 + H - + H2O ⇄ OH + H + 3+ 2- 2+ + + Vậy dung dịch phốn chua cú thể cú cỏc ion K , Al , SO4 , Al(OH) , Al(OH)2 , H và OH-. Vỡ trong dung dịch này [H+] > [OH-] nờn mụi trường cú tớnh axit. 1 điểm b, Theo giả thiết n 3 0,01mol và n 2 0,02 mol . Gọi x là số mol Ba(OH)2 cần Al SO4 thờm vào, như vậy n x mol và n 2x mol . Ba2 OH 2+ 2- Ba + SO4 BaSO4 (1) no x (mol) 0,02 (mol) 3+ - Al + 3OH Al(OH)3 (2) no 0,01 (mol) 2x (mol) - - Al(OH)3 + OH Al(OH)4 (3)
4. -Xột 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 Ba2+ phản 3 ứng hết ở phản ứng (1). 2x Ta cú m(kết tủa) = 233.x 78. 2,1375 x 0,0075(mol) 3 0,0075 mol Vậy thể tớch dung dịch Ba(OH)2 đó sử dụng là 1000mL / L 75m L 0,1mol / L -Nếu xảy ra cỏc phản ứng (1), (2) và (3) thỡ x 0,015(mol) m 0,015 mol 233gam / mol 3,495gam 2,1375gam (loại). BaSO4 2 điểm Cõu 4: Vỡ A ở điều kiện thớch hợp thu được rắn màu vàng A gồm SO 2 và H2S, mà NaBr cú (2 điểm) tớnh khử yếu hơn NaI nờn cỏc phản ứng xảy ra là: t o 2NaBr + 2H2SO4 đ  Na2SO4 + Br2 + SO2 + 2H2O (1) 0,15 0,075 t o 8NaI + 5H2SO4đ  4Na2SO4 + 4I2 + H2S + 4H2O (2) 1,2 0,15 1 điểm Ở đktc, Br2 ở thể lỏng và I2 ở thể rắn, nờn A chỉ cú H2S và SO2: 2H2S + SO2 → 2H2O + 3S (3) 0,15 0,075 0,15 Chất lỏng là H2O: Na + H2O → NaOH + 1/2H2 (4) 0,15 0,15 dung dịch B là NaOH: CO2 + NaOH = NaHCO3 (5) CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O (6) Gọi x, y lần lượt là số mol hai muối NaHCO3 và Na2CO3, ta cú hệ: 84x 106y 9,5 x y 0,05 nNaOH = 0,15 x y 0,1
5. Theo cỏc phương trỡnh (4), (3), (2), (1) ta cú khối lượng hai muối ban đầu là: m = 0,15.103 + 150.1,2 = 195,45 g 1 điểm Cõu 5: a, Halogenua của photpho cú thể cú cụng thức PX3 hoặc PX5. (4 điểm) *Xột trường hợp PX3: PTHH PX3 + 3H2O → H3PO3 + 3HX H3PO3 + 2NaOH → Na2HPO3 + 2H2O ( axit H3PO3 là axit hai lần axit) HX + NaOH → NaX + H2O số mol NaOH = 2. 0,045 = 0,09 mol Để trung hũa hoàn toàn sản phẩm thủy phõn 1 mol PX3 cần 5 mol NaOH; số mol PX3 = 1/5 số mol NaOH = 0,09/5 = 0,018 mol Khối lượng mol phõn tử PX3 = 2,475/0,018 = 137,5 Khối lượng mol cuả X = (137,5 – 31): 3 = 35,5 X là Cl . Cụng thức PCl 3 1điểm *Xột trường hợp PX5: PX5 + 4H2O → H3PO4 + 5HX H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O HX + NaOH → NaX + H2O số mol NaOH = 2. 0,045 = 0,09 mol Để trung hũa hoàn toàn sản phẩm thủy phõn 1 mol PX cần 8 mol NaOH; 5 1 điểm số mol PX5 = 1/8 số mol NaOH = 0,09/8 = 0,01125 mol Khối lượng mol phõn tử PX5 = 2,475/0,01125 = 220 b, R tỏc dụng với HNO3 tạo ra 1 axit mới R là phi kim 5 Vỡ phi kim tạo ra axit mới 2 khớ trong X là của sản phẩm khử của N 1 điểm M 2khớ = 38,3.2 = 76,6; Khớ cú M 76,6 là N2O4. 46x 92y x 15,4 Gọi x, y là số mol của NO2 và N2O4: 76,6 x y y 30,6 46x 92y 5,75 x 0,025 Ta co ựheọ: x : y 15,4 :30,6 y 0,05 Gọi số mol R là a mol 5 4 n+ R – ne R N + 1e N (trong NO2) a na 0,025 0,025 5 4 2N + 2e 2N (N2O4) 0,1 0,05 Theo định luật bảo toàn e ta cú: na = 0,125 a = 0,125/n R.a = 0,775 R = 6,2.n; 1 n R là phốt pho (P) Cõu 6. Fe3O4 + 10 HNO3 3 Fe(NO3)3 + NO2 + 5 H2O (1) (4 điểm)
6. M + 2n HNO3 M(NO3)n + n NO2 + n H2O (2) Cú thể: M + n Fe(NO3)3 n Fe(NO3)2 + M(NO3)n (3) Nếu M(OH)n khụng tan trong dung dịch NH3 thỡ chất rắn R gồm Fe2O3 và M2On Mà: 2 Fe3O4 3 Fe2O3 2 M M2On Nghĩa là: mR > 36g mà thực tế mR = 24 < 36 vậy M(OH)n tan trong dung dịch NH3 dư Cú thể xảy ra 2 trường hợp: 1 điểm Th1. Khụng cú phản ứng (3) Fe(NO3)3 + 3 NH3 + 3H2O Fe (OH)3 + 3 NH4NO3 (4) 0 2 Fe(OH)3 t Fe2O3 + 3 H2O (5) n Fe2O3 = 24 : 160 = 0,15 mol n Fe3O4 = 0,1 mol m Fe3O4 = 0,1 x 232 = 23,2 gam mM (2) = 36 – 23,2 = 12,8 gam 1,5 điểm n NO2 (1) = 0,1 mol n NO2 (2) = 0,1 mol Nờn M = 128 n ( loại) Th2. Cú phản ứng (3) khụng cú (4) và (5) Fe(NO3)2 + 2 NH3 + 2H2O Fe(OH)2 + 2 NH4NO3 (6) 0 4 Fe(OH)2 + O2 t 2 Fe2O3 + 4 H2O (7) m M = 12,8 gam Theo sự bảo toàn e suy ra M = 32 n Vậy M= 64 n=2 thỏa món M là kim loại Cu , n Cu = 3,84 / 64 = 0,06 mol + - 2+ 3 Cu + 8 H + 2 NO3 3 Cu + 2 NO + 4 H2O 0,06 0,16 0,04 dư 0,04 0,06 0,06 + 2+ - 2- Cụ cạn dung dịch cú K , Cu , NO3 , SO4 , m muối khan thu được là: 0,06 x 64 + 0,1 x 39 + 0,02x 62 + 0,1 x96 =18,72g 1,5 điểm