Tài liệu Đề thi Olympic 30/4 môn Hóa lớp 10 - Đề số 8 ppt

Thêm NaOH vào dung dịch A đến nồng độ của NaOH đã thêm vào là 0,23 M thì dừng thu được dung dịch A1.. Tính nồng độ các chất trong dung dịch A1.. Lượng 0,18 gam một đơn chất R tác dụng vớ

Số mật mã:

(Đề này gồm có 3 trang) CÂU I (4 điểm)

I.1 Viết công thức cấu tạo Lewis, nêu trạng thái lai hóa và vẽ dạng hình học của các phân

tử sau: (a) B2H6 (b) XeO3 (c) Al2Cl6

Giải thích vì sao có Al2Cl6 mà không có phân tử B2F6?

I.2.

I.2.1 Trình bày cấu tạo của các ion sau: O

2 , O2 

2 theo thuyết MO (cấu hình electron, công thức cấu tạo) Nhận xét về từ tính của mỗi ion trên

I.2.2 So sánh và giải thích ngắn gọn độ phân cực (momen lưỡng cực) của các chất

sau: NH3, NF3, BF3

I.3 Hòa tan 2,00 gam muối CrCl3.6H20 vào nước, sau đó thêm lượng dư dung dịch AgNO3 và lọc nhanh kết tủa AgCl cân được 2,1525 gam Cho biết muối crom nói trên tồn tại dưới dạng phức chất

I.3.1 Hãy xác định công thức của phức chất đó

I.3.2 Hãy xác định cấu trúc (trạng thái lai hóa, dạng hình học) và nêu từ tính của phức

chất trên

CÂU II (4 điểm)

II.1.Uran là một nguyên tố phóng xạ tự nhiên

II.1.1.Một trong các hạt nhân dưới đây được hình thành từ dãy phóng xạ bắt đầu bằng

U 238

92 Hỏi hạt nhân đó là hạt nhân nào? 236U, 234U, 228Ac, 224Ra, 224Rn, 220Ra,

215Po, 212Pb, 221Pb Vì sao?

II.1.2 Tìm số hạt  và  được phóng ra từ dãy phóng xạ bắt đầu bằng 238 U

92 để tạo thành nguyên tố X Biết rằng nguyên tử của nguyên tố X có bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng là n=6, l=1, m=0 và s=+1/2; Tỷ lệ giữa số hạt không mang điện và số hạt mang điện trong hạt nhân nguyên tử X là 1,5122

II.2 Cho phản ứng:

2

1

N2(k) +

2

3

H2(k)  NH3(k) có hằng số cân bằng ở 4000C là 1,3.10-2

và ở 5000C là 3,8.10-3 Hãy tính ΔHH0 của phản ứng trên

II.3 Xét phản ứng: CaCO3 (r)  CaO (r) + CO2 (k)

H0 298K (Kcal/mol) = 42,4 S0

298K (cal/mol.K)= 38,4

CÂU III (4 điểm)

III.1 Hoàn thành các phương trình phản ứng (a, b) dạng ion thu gọn và (c, d) dạng phân

tử:

(a) ? + ? + HCO3- ® BaCO3¯+ ? + H2O

(b) H3O+ + MgCO3 ® Mg2- + HCO3- +

(c) NaHS + CuCl2 ® CuS¯ + ? + ?

(d) NH4HSO4 + Ba(OH)2 ®

III.2. Dung dịch A chứa hỗn hợp MgCl2 10 4M và FeCl3 10 4M Tìm trị số pH thích hợp để tách Fe3+ ra khỏi dung dịch A dưới dạng kết tủa hidroxit

Cho biết tích số hòa tan: KS(Mg(OH)2) = 1,12.10 11 và KS(Fe(OH)3) = 3,162.10 38

III.3 Dung dịch A gồm có H2SO4 0,05 M; HCl 0,18 M; CH3COOH 0,02 M Thêm NaOH vào dung dịch A đến nồng độ của NaOH đã thêm vào là 0,23 M thì dừng thu được dung dịch A1

III.3.1 Tính nồng độ các chất trong dung dịch A1

III.3.2 Tính pH của dung dịch A1

III.3.3 Tính độ điện ly của CH3COOH trong dung dịch A1

Cho: Ka(HSO4)= 10-2 ; Ka(CH3COOH) = 10-4,75

CÂU IV (4 điểm)

IV.1. Thêm NaOH dư vào dung dịch Cr2(SO4)3 Thêm tiếp H2O2 đến dư được hỗn hợp A

IV.1.1 Có hiện tượng gì xãy ra? Viết phương trình dạng ion

IV.1.2 Thêm H2SO4 đặc vào hỗn hợp A thấy xuất hiện màu tím xanh của H3CrO8 Hãy

viết phương trình phản ứng dạng ion

IV.2. Lượng 0,18 gam một đơn chất R tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 đặc thu được khí A Thu toàn bộ khí A vào dung dịch nước vôi dư thì nhận được 5,1 gam kết tủa Xác định đơn chất R

IV.3. Cho biết: các cặp oxi-hóa khử Cu2+/Cu, I

3 /3I và Cu+/Cu có thế khử chuẩn lần lượt là E0

1 = 0,34v và E0

2 = 0,55v; E0

3= 0,52v và tích số hòa tan của CuI là KS= 10

12



IV.3.1 Thiết lập sơ đồ pin sao cho khi pin hoạt động xãy ra phản ứng:

2Cu2+ + 5I- D 2CuI¯ + I

3

IV.3.2 Tính suất điện động của pin.

Số mật mã:

CÂU V (4 điểm)

Chất X ở dạng tinh thể màu trắng có các tính chất sau:

·Đốt X ở nhiệt độ cao cho ngọn lửa màu vàng

·Hòa tan X vào nước được dung dịch A, cho khí SO2 đi từ từ qua dung dịch A thấy xuất hiện màu nâu Nếu tiếp tục cho SO2 qua thì màu nâu biến mất thu được dung dịch B; thêm một ít HNO3 vào dung dịch B , sau đó thêm dư dung dịch AgNO3 thấy tạo thành kết tủa màu vàng

·Hòa tan X vào nước, thêm một ít dung dịch H2SO4 loãng và KI thấy xuất hiện màu nâu và màu nâu bị biến mất khi thêm Na2S2O3

V.1 Viết các phương trình phản ứng xảy ra dạng ion

V.2 Để xác định công thức phân tử của X người ta hòa tan hoàn toàn 0,1 g X vào nước

thêm dư KI và vài ml H2SO4 loãng, lúc đó đã có màu nâu, chuẩn độ bằng Na2S2O3 0,1

M tới mất màu tốn hết 37,4 ml dung dịch Na2S2O3 Tìm công thức phân tử của X

CÂU I (4 điểm)

I.1 Viết cụng thức cấu tạo Lewis, nờu trạng thỏi lai húa và vẽ dạng hỡnh học của cỏc phõn

tử sau: (a) B2H6 (b) XeO3 (c) Al2Cl6

Giải thớch vỡ sao cú Al2Cl6 mà khụng cú phõn tử B2F6?

I.2.

I.2.1 Trỡnh bày cấu tạo của cỏc ion sau: O

2 , O2 

2 theo thuyết MO (cấu hỡnh electron, cụng thức cấu tạo) Nhận xột về từ tớnh của mỗi ion trờn

I.2.2 So sỏnh và giải thớch ngắn gọn độ phõn cực (momen lưỡng cực) của cỏc chất

sau: NH3, NF3, BF3

I.3 Hũa tan 2,00 gam muối CrCl3.6H20 vào nước, sau đú thờm lượng dư dung dịch AgNO3 và lọc nhanh kết tủa AgCl cõn được 2,1525 gam Cho biết muối crom núi trờn tồn tại dưới dạng phức chất

I.3.1 Hóy xỏc định cụng thức của phức chất đú

I.3.2 Hóy xỏc định cấu trỳc (trạng thỏi lai húa, dạng hỡnh học) và nờu từ tớnh của phức

chất trờn

Cõu

I

(4,0đ) I.1.

Xe O O

O

Xe lai hóa sp3 phân tử

dạng tháp tam giác

H H H

B lai hóa sp3, phân tử B2H6 gòm

2 tứ diện lệch có 1 cạnh chung, liên kết BHB là liên kết 3 tâm và chỉ có 2 electron, 1 electron của

H và 1 electron của B.

(b) (0,25 điểm) (a) (0,25 điểm)

Al

Cl Cl

Al

Cl Cl

Cl

Cl

Al lai hóa sp3, phân tử Al2Cl6 gòm 2 tứ diện lệch

có 1 cạnh chung, có 2 liên kết cho nhận đ ợc

tạo thành do cặp e không liên kết của Cl và

obitan trống của Al.Trong Al 2 Cl 6 nguyên tử Al

đạt đ ợc cấu trúc bát tử vững bền.

(1đ)

Cú phõn tử Al 2 Cl 6 vỡ nguyờn tử Al đạt cấu trỳc bỏt tử vững bền

Khụng cú phõn tử B 2 F 6 vỡ: phõn tử

BF 3 bền do cú liờn kết pi khụng định chỗ được tạo thành giữa obitan trống của B với cặp electron khụng liờn kết của F và kớch thước của nguyờn

tử B bộ so với nguyờn tử F nờn tương tỏc đẩy giữa 6 nguyờn tử F lớn làm cho phõn tử B 2 F 6 trở nờn kộm bền.

Số mật mó:

(c) (0,25 điểm) (0,25 điểm)

I.2.

I.2.1 O2 : (slk)

s 2 (

*

s

s ) 2 ( lk)

z

x

=( )

lk y

 2 ( *)

x

=( )

*

y



O22 : (slk)

s 2 (s ) s* 2 ( lk)

z

x

lk y

 2 ( *)

x

=( )

*

y

 2 O O

2

O

2 cú electron độc thõn nờn thuận từ O2 

2 khụng cú electron độc thõn nờn ngịch từ

0,25đ 0,25đ 0,25đ

I.2.2.

N H

H H

Các vectơ momen l ỡng cực

của các liên kết và cặp

electron không liên kết cùng

chiều nên momen l ỡng cực

của phân tử lớn nhất.

N F

F F

Các vectơ momen l ỡng cực của các liên kết và cặp electron không liên kết ng ợc chiều nên momen l ỡng cực của phân tửbé hơn NH3.

B F

F F

Phân tử dạng tam giác đều Các vectơ momen l ỡng cực của các liên kết triệt tiêu lẫn nhau(tổng bằng không) phân

tử không phân cực.

(0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ)

(0,75đ)

I.3.1 n(AgCl) = (2,1525:143,5) = 0,015; n(CrCl3 6H2O) = (2:266,5) = 7,5.10-3

n(Cl- tạo phức) = 3(7,5.10-3) - 0,015 = 7,5.10-3

Trong phõn tử phức chất tỷ lệ mol Cl : Cr3+ = (7,5.10-3) : (7,5.10-3) = 1:1

Cụng thức của phức: Cr(H2O)5Cl2+

(0,75đ)

I.3.2.

24Cr3+ (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3) đ 24Cr3+ : [Ar] 3d3

Cr lai hóa sp3d2

Ar

A

H 2 O

Cl

90 0

90 0 H 2 O

H 2 O

H 2 O

H 2 O

Bát diện đều (0,25đ)

(0,75 đ)

CÂU II (4 điểm)

II.1.Uran là một nguyên tố phóng xạ tự nhiên

II.1.1.Một trong các hạt nhân dưới đây được hình thành từ dãy phóng xạ bắt đầu bằng

U 238

92 Hỏi hạt nhân đó là hạt nhân nào? 236U, 234U, 228Ac, 224Ra, 224Rn, 220Ra,

215Po, 212Pb, 221Pb Vì sao?

II.1.2.Tìm số hạt  và  được phóng ra từ dãy phóng xạ bắt đầu bằng 238 U

92 để tạo thành nguyên tố X Biết rằng nguyên tử của nguyên tố X có bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng là n=6, l=1, m=0 và s=+1/2; Tỷ lệ giữa số hạt không mang điện và số hạt mang điện trong hạt nhân nguyên tử X là 1,5122

II.2 Cho phản ứng:

2

1

N2(k) +

2

3

H2(k)  NH3(k) có hằng số cân bằng ở 4000C là 1,3.10-2

và ở 5000C là 3,8.10-3 Hãy tính ΔHH0 của phản ứng trên

II.3 Xét phản ứng: CaCO3 (r)  CaO (r) + CO2 (k)

H0 298K (Kcal/mol) = 42,4 S0

298K (cal/mol.K)= 38,4

Trong điều kiện áp suất của khí quyển thì ở nhiệt độ nào đá vôi bắt đầu bị nhiệt phân

Câu

II.1.1 Chỉ có sự phân rã  làm thay đổi số khối và hạt nhân AX

Z được hình thành từ 238 U

92 phải có hiệu số (238-A) chia hết cho 4 Suy ra hạt nhân đó

là 234U

(0,50đ)

II.1.2.

Có n=6; l=1; m=0, s=+1/2  Phân lớp sau chót

6p2

Cấu hình electron lớp ngoài cùng: 6s2 4f14 5d10 6p2

Cấu hình electron của X: Xe 6s2 4f14 5d10 6p2  ZX = 82

(0,50đ)

Tỷ lệ 1 , 5122

Z

N

  N = 1,5122.82 = 124; A = 124 + 82 = 206  206

82Pb (0,25đ)

Gọi x là số hạt  , y là số hạt 

Sơ đồ phân rã phóng xạ: 238 U

92 ® 206

82Pb + x (4

2 He) + y ( 0

1

 e) Bảo toàn số khối: 206 + 4x = 238  x= 8

Bảo toàn điện tích: 82 + 2x - y = 92 y = 6

(0,75đ)

Ở 400 0C có k1 = 1,3 10-2; ở 500 0C có k2 = 3,8 10-3

(1,0đ)

Số mật mã:

Hệ thức Arrehnius:

kJ/mol 53,2



























100

773 673 314 , 8 229 , 1 H

229 , 1 10

3 , 1

10 8 , 3 T T

T T R

H k

k

3

2 1

2 1

1 2

II.3. CaCO3 (r) D CaO (r) + CO2 (k)

H0

298K (Kcal/mol) = 42,4 S0

298K (cal/mol.K)= 38,4

Áp suất khí quyển = 1 atm  KP = PCO2= 1

G0 = H0 - TS0 = - RTlnKP = 0

K mol / cal 4 , 38

mol / cal 10 4 , 42 S

0

0







Vậy trong điều kiện áp suất khí quyển đá vôi bắt đầu bị nhiệt phân ở

1104,2K hay 1104,2 - 273 = 831,2 0 C

(1,0đ)

CÂU III (4 điểm)

III.1 Hoàn thành các phản ứng (a, b) dạng ion thu gọn và (c, d) dạng phân tử:

(a) ? + ? + HCO3- ® BaCO3¯+ ? + H2O

(b) H3O+ + MgCO3 ® Mg2- + HCO3- +

(c) NaHS + CuCl2 ® CuS¯ + ? + ?

(d) NH4HSO4 + Ba(OH)2 ®

III.2 Dung dịch A chứa hỗn hợp MgCl2 10 4M và FeCl3 10 4M Tìm trị số pH thích hợp để tách Fe3+ ra khỏi dung dịch A dưới dạng kết tủa hidroxit

Cho biết tích số hòa tan: KS(Mg(OH)2) = 1,12.10 11 và KS(Fe(OH)3) = 3,162.10 38

III.3 Dung dịch A gồm có H2SO4 0,05 M; HCl 0,18 M; CH3COOH 0,02 M Thêm NaOH vào dung dịch A đến nồng độ của NaOH đã thêm vào là 0,23 M thì dừng thu được dung dịch A1

III.3.1 Tính nồng độ các chất trong dung dịch A1

III.3.2 Tính pH của dung dịch A1

III.3.3 Tính độ điện ly của CH3COOH trong dung dịch A1

Cho: Ka(HSO4)= 10-2 ; Ka(CH3COOH) = 10-4,75

Câu

III

(2,0đ) III.1. (a) Ba2+ + 2OH +2HCO

3 ® BaCO3 + CO2

(b) H3O+ + MgCO3 ® Mg2+ + HCO3 + H2O (0,25đ)

(d) NH4HSO4 + Ba(OH)2 ® BaSO4 + NH3 + H2O (0,25đ)

III.2. Để tách hết Fe3+ ở dạng kết thì : không có Mg(OH) 2 và Fe 3+  £ 10 -6 (0,25đ)

Tách hết Fe 3+ : Fe3+  £ 10 -6 và Ks Fe ( OH )3 = Fe 3+ .OH - 3 = 3,162.10 -8

 Fe 3+  =

 3

38

OH

10 162 , 3



 £ 10 -6 OH -  ³ 6

38

10

10 162 , 3





= 3,162.10  11  H   £ 11

14

10 162 , 3

10





= 0,32.10  3  pH ³ 3,5

(0,25đ)

Không có Mg(OH) 2¯: Mg2+ .OH - 2 <1,12.10  11 (0,50)

Số mật mã:

 OH - < 4

11

10

10 12 , 1





= 3,35.10  4  H   > 4

14

10 35 , 3

10





 pH < 10,5

Vậy: 3,5 £ pH < 10,5

III.3.

III.3.1 H2SO4 ® H+ HSO

4

0,05 0,05 0,05

HCl ® H + Cl

0,18 0,18

NaOH ® Na+ + OH

0,23 0,23

H+ OH ® H2O

0,23 0,23

Dung dịch A1: HSO4 0,05M; CH3COOH 0,02M; Na+ 0,23M; Cl

0,18M

(0,5đ)

III.3.2.

HSO4 D H+ SO42- (1)

0,05M

0,05-x x x

CH3COOH  CH3COO + H (2)

0,02M

H2O  H + OH (3)

10

10 Ka

Ka

75 , 4 2

2



 cân bằng (1) là chủ yếu

Ka1.Ca1 = 10-2.0,05 > 2.10-3  bỏ qua sự điện ly của H2O

380

10

05 , 0 Ka

Ca

2 1

1



 

(1,0đ)

Xét cân bằng (1):

2

x

Ka2 = 10 4 , 76

) y 02 , 0 (

y 018 ,



  y = 1,93.10 5 và  = 9,65.10 2 %

CÂU IV (4 điểm)

IV.1. Thêm NaOH dư vào dung dịch Cr2(SO4)3 Thêm tiếp H2O2 đến dư được hỗn hợp A

IV.1.1 Có hiện tượng gì xãy ra? Viết phương trình dạng ion

IV.1.2 Thêm H2SO4 đặc vào hỗn hợp A thấy xuất hiện màu tím xanh của H3CrO8 Hãy viết phương trình phản ứng dạng ion

IV.2. Lượng 0,18 gam một đơn chất R tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 đặc thu được khí A Thu toàn bộ khí A vào dung dịch nước vôi dư thì nhận được 5,1 gam kết tủa Xác định đơn chất R

IV.3. Cho biết: các cặp oxi-hóa khử Cu2+/Cu, I

3 /3I và Cu+/Cu có thế khử chuẩn lần lượt là E0

1 = 0,34v và E0

2 = 0,55v; E0

3= 0,52v và tích số hòa tan của CuI là KS= 10

12



IV.3.1 Thiết lập sơ đồ pin sao cho khi pin hoạt động xãy ra phản ứng:

2Cu2+ + 5I-  2CuI¯ + I

3

IV.3.2 Tính suất điện động của pin.

(4,0đ) IV.1

IV.1.1. Cr

3+ + 3OH ® Cr(OH)3¯

Cr(OH)3 + OH ® CrO

-2 + 2H2O CrO

-2 + 4OH ® CrO42- + 3e- + 2H2O

H2O2 + 2e- ® 2OH

x 2

x 3

2OH + 2CrO

-2 + 3H2O2 ® 2CrO42- + 4H2O

Có kết tủa xanh lá cây; kết tủa tan tạo dung dịch màu vàng tươi

(0,5đ)

IV.1.2. Thêm H2SO4 đặc:

Số mật mã:

2CrO42-+2H® Cr2O72- + H2O

Cr2O72- + 9H2O ® H3CrO8 + 14e- + 12 H

2 H + H2O2 + 2e- ® 2H2O

x 1

x 7

Cr2O72- + 7H2O2 + 2H® 2H3CrO8 + 5H2O

(0,5đ)

IV.2. Xét R là kim loại hoặc phi kim không phải cacbon hay lưu hùynh:

R ® Rx + xe- (1)

R

18

,

0

R

18 , 0

x

S 6 + 2e- ® S 4 (2)

0,085 0,0425

SO2 + Ca(OH)2 ® CaSO3 + H2O (3)

0,0425 0 , 0425

120

1 , 5



Bảo toàn số electron:

R

18 , 0

x = 0,085  R = 2,112x Loại

(0,5đ)

Xét R là S:

Sự oxi hóa: S + 2H2SO4 ® 3SO2 + 2H2O (4)

0,005625 0,016875

Khối lượng kết tủa: 0,016875.120 = 2,025 g < 5,1 g Loại

(0,5đ)

Xét R là cacbon:

C + 2H2SO4 ® CO2 + 2SO2 + 2H2O (5)

0,015 0,015 0,030

SO2 + Ca(OH)2 ® CaSO3 + H2O (6)

CO2 + Ca(OH)2 ® CaCO3 + H2O (7)

Khối lượng kết tủa: 0,015.100 + 0,03.120=5,1 gam Thích hợp với đề ra

Vậy R là cacbon

(0,5đ)

Sự oxi hóa (anod): 3I D I

3 + 2e- (a)

Sự khử: Cu2+ + 2e-  Cu E0 (1)

Cu+ + 1e-  Cu E0 (2)

CuI  Cu+ I K 1

S (3)

Cu2+ + I + 1e-  CuI K0E,0590C (c)

(0,5đ)

Sơ đồ pin: (-) Pt  I3 , I CuI , Cu2+, I  Pt (+) (0,5đ)

IV.3.2.

Kc = K1.K2.K3 = 1002,.059E10 100,059E02 KS1

 0 , 059

E 0 C

52 , 0 059 , 0 034 , 0 2

10 10

10



E0C= 0,059.14,72 = 0,868 (v)

E(pin) = Ec - Ea = 0,868 - 0,550 = 0,318 v

(0,5đ)

CÂU V (4 điểm)

Chất X ở dạng tinh thể màu trắng có các tính chất sau:

·Đốt X ở nhiệt độ cao cho ngọn lửa màu vàng

·Hòa tan X vào nước được dung dịch A, cho khí SO2 đi từ từ qua dung dịch A thấy xuất hiện màu nâu Nếu tiếp tục cho SO2 qua thì màu nâu biến mất thu được dung dịch B; thêm một ít HNO3 vào dung dịch B , sau đó thêm dư dung dịch AgNO3 thấy tạo thành kết tủa màu vàng

·Hòa tan X vào nước, thêm một ít dung dịch H2SO4 loãng và KI thấy xuất hiện màu nâu và màu nâu bị biến mất khi thêm Na2S2O3

V.1 Viết các phương trình phản ứng xảy ra dạng ion

V.2 Để xác định công thức phân tử của X người ta hòa tan hoàn toàn 0,1 g X vào nước

thêm dư KI và vài ml H2SO4 loãng, lúc đó đã có màu nâu, chuẩn độ bằng Na2S2O3 0,1

M tới mất màu tốn hết 37,4 ml dung dịch Na2S2O3 Tìm công thức phân tử của X

(4,0đ) V.1. X cháy cho ngọn lửa màu vàng  thành phần nguyên tố của X có natri

Dung dịch X tác dụng với SO2 đến dư thu được dung dịch B tạo kết tủa

vàng với AgNO3  thành phần nguyên tố của X có iot

Phản ứng của X với SO2 chứng minh X có tính oxi hóa

Từ lập luận trên X có cation Na+

và anion IO x Đặt công thức của X là NaIOx

(1,0đ)